ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Вплив підвищеного і зниженого рівня моноамінів на функціональну організацію колонок C1 кори мозку пацюки
         

     

    Біологія і хімія

    Вплив підвищеного і зниженого рівня моноамінів на функціональну організацію колонок C1 кори мозку пацюки

    В.Н. Ласкавий

    НДІ нейрокібернетику ім. А. Б. Когана, РГУ, Росія

    Підвищення внутрімозкового змісту нейромодулятора серотоніну після електричної стимуляції ядер шва, а також зниження вмісту біогенних моноамінів після внутрішньочеревно введення резерпіну викликали різноспрямовану пластифікації синаптичних зв'язків у вхідних, вихідних та асоціативних нейронних ансамблях бочонковой колонки С1 кори мозку щура і модулювати рівень її порушення за рахунок зміни кількості фоновоактівних нейронів, а також частоти і структури їх імпульсних розрядів. Показано залежність характеру зрушень частоти, структури імпульсних розрядів, щільності кросскорреляціонной взаємозв'язку сусідніх нейронів від попереднього рівня збудження колонки. Новизна роботи полягає в модульному аспекті розгляду моноаминергических механізмів синаптической пластичності кіркових нейронів в контексті діючого в межах фокальній бочонковой колонки гіпотетичного авторітмічного скануючого механізму формування тимчасової зв'язку.

    Механізми регулювання рівня збудження кіркових нейронів і модуляції ефективності їх зв'язків опосередковані поряд з холінергічних нейромедиаторными системами також і впливами з боку нейромодуляторних структур стовбура мозку, які синтезують моноамінів: серотонін (СТ), норадреналін і дофамін/2,4,5,6,12,23 /. СТ, який транспортується до кори мозку з ядер шва, розглядається в якості нейромодулятора, що забезпечує механізми позитивного підкріплення за допомогою стабільного підвищення при навчанні рівня збудження і кросскорреляціонного взаємодії кіркових нейронів/4,16,18 /. Методами електронної мікроскопії показано, що термінали проектуються до неокортекс висхідних СТ-ергіческіх пучків не утворюють типових синаптичних контактів на мембрані нейронів. Вони у вигляді варикозних розширень на великому протязі вистилають подвійним шаром щільно заповнене перікаріонамі, дендрита і гліей міжнейронні простір, і забезпечують безпосередній контакт транспортується моноамінів з синапсами специфічних і неспецифічних афферентов/14,15 /. Порушення СТ-ядер викликає швидке насичення пресінапсов, які не мають власної постсинаптичні компліментарною частини.

    синапси такий хімічної природи і конструкції більше не зустрічаються ні серед корково-коркових, ні серед закінчень інших проекційних систем мозку. Це свідчить про їх особливу роль у забезпеченні мозкових функцій. Висловлено припущення, що моноаминергических системи специфічно і адресно модулюють ефективність синапсів первинних специфічних, неспецифічних і асоціативних афферентов. Тим самим вони забезпечують необхідний рівень пластичності міжнейронні взаємодій при формуванні тимчасових зв'язків та помітних слідів / 4,16,18 /. Модулюючий впливу висхідній моноаминергических системи опосередковані через регуляцію рівня збудження кіркових нейронів за рахунок активації вторинних посередників - циклічних нуклеотидів/17 /, що забезпечує стабілізацію пластифікований в ході навчання міжнейронні зв'язків.

    Плідною для розвитку ідеї про модулювання синаптичної ефективності з боку моноаминергических структур виявилися математична і нейрофізіологічна моделі Жадина М.Н./4,5 /, що описують динаміку активності кіркових нейронів при тривалій дії позитивного і негативного підкріплення на нейрони кори мозку. В основу моделі покладена гіпотеза/4,16,18 /, згідно з якою СТ-і норадреналінергіческая системи є кінцевими ланками, відповідно, позитивного і негативного підкріплення, що викликає стійкі зміни ефективності корково-кіркових синапсів. У моделі при тривалій дії моноамінів, що забезпечує позитивне підкріплення, будь-які перевищують середній рівень зміни рівня активності нейронів доводяться до своїх крайніх проявів - гранично високому і гранично низьким. Баланс збудження і гальмування при такого роду позитивному підкріплення характеризується крайньої нестійкістю: під впливом кожної досить потужною афферентной посилки в системі відбуваються швидкі переходи від одного рівня порушення на іншій. У присутності моноамінів, що забезпечує негативне підкріплення, все відбувається з точністю до навпаки: і сильно, і слабко збуджуються нейрони в Згідно із запропонованою схемою переходять на стійкий до різного роду аферентні посилок проміжний рівень збудження.

    Відповідно з нейрофізіологічними даними поведінка кіркових нейронів у присутності СТ і норадреналіну узгоджується із запропонованою математичною моделлю/2,3,5,7 /. У роботі/12/тривала аплікація СТ і норадреналіну викликала більш складні по характером зміни структури фонової імпульсної активності нейронів зорової і сенсомоторної областей кори мозку у кроликів, ніж просте збудження і гальмування у відповідь на аплікацію нейромедіаторів ацетилхоліну і ГАМК. Були також продемонстровані різні типи реакцій кіркових нейронів на один і той ж нейромодуляторний моноаминергических стимул: кінцевий результат при цьому виявив залежність, як і передбачено моделлю, від початкового рівня збудження коркового нейрона. Тим самим підтверджено уявлення про те, що нейромодулятора на відміну від нейромедіаторів, дія яких локально і короткочасно, не викликають простого збуджувального або гальмівного ефектів, а впливають на поточну діяльність нейрона, змінюючи її протягом тривалого часу в тому чи іншому напрямку/1,20,21 /.

    Короткий огляд найбільш значущих робіт, присвячених дослідженню механізмів модулювання синаптичної ефективності в реальних нейронних мережах та їх моделях, свідчить про важливу роль моноаминергических систем мозку в нейрохіміческіе забезпечення його асоціативних функцій. Разом з тим багато аспектів ролі і механізмів участі моноаминергических систем в условнорефлекторном діяльності, а також у процесах самоорганізації елементарних нейронних ансамблів/8/залишаються не ясними, або вимагають уточнення. У даній роботі досліджені нейронні кореляти тимчасової зв'язку при зниженому після внутрішньочеревно введення резерпіну і підвищеному після електричної стимуляції ядер шва рівні збудження фокальній колонки представництва умовного стимулу (УС) в С1 кори мозку щурів.

    Методика

    Досліди виконані на білих безпородних щурах обох статей вагою 120-200 г, оперованих під ефірним наркозом, знерухомлених тубокурарину (1,5 мг/кг в/м) і переведених на штучне дихання. Трахеотомія не проводилася: повітря в легені нагнітався через ніздрі. Використана місцева анестезія (0,5% р-н новокаїну) операційного поля. Голова пацюки фіксувалася за допомогою голчастих головодержателей. Череп трепаніровался над постеромедіальной Субзони діжок (ПМСБ) корковою області С1 за координатами: 2-3 мм Каудальні брегми і 5-6 мм латеральніше сагітального шва. Фонову імпульсну активність нейронів і фокальні ВП реєстрували одиночними скляними мікроелектродами (електроліт - 2,5 М розчин NaCl) з опором не нижче 5 мОм, а в ряді випадків склеєними по три-п'ять вольфрамовим у скляній ізоляції мікроелектродами (0,5-1 мОм, відстань між кінчиками - 70-100 мкм), які занурювалися в кору перпендикулярно її поверхні за допомогою похилого маніпулятора, оснащеного кроковим двигуном. Реєстрацію здійснювали при смузі 2-2000 Гц на вхідних фільтрах електроенцефалограф 4ЕЕГ-03. Імпульсна активність після попереднього формування на 4-канальному амплітудно аналізаторі АА-4 записувалася на 14-канальний магнітограф EАМ-500 (ЧССР, м. Прага) та вводилася до персонального комп'ютер IBM-PC/AT-386 для поточної і наступної обробки.

    Як адекватного стимулу використано згинання центральною в РП Вібриси з утриманням її в відхиленому положенні протягом 0,1-1,0 с. Щоб уникнути неконтрольованих зсувів, далекі від носа Вібриси, що досягають у довжину 30-50 мм, білатерально скорочувалася до 5-10 мм. Механічний датчик представляв собою щуп, приклеєний на вільному кінці п'єзокерамічні пластини, виготовленої в ОКБ "Пьезопрібор" РГУ, на яку подавалося напругу від 60 до 1 В з виходу ЕСЛ-2, що задає амплітуду відхилення на кінці щупа від 90 до 1,5 мкм. Метрологічна перевірка показала лінійну залежність напруги і амплітуди згинання п'єзокерамічні пластини у використовуваному діапазоні, тому в досвіді амплітуда відхилення щупа оцінювалася за напругою на виході ЕСЛ-2.

    Контролем попадання електродів в ПМСБ служили фокальні ВП, що виникають у відповідь на легке постукування по контралатеральной Вібриси вручну, а потім за допомогою тактильного датчика, запускається від ЕСЛ-2. Ідентифікація бочонкових колонок під кожним з мікроелектродів проводилася в такий спосіб. Порівнювали спостерігаються на моніторі фокальні ВП по їх латентним періодів (ЛП), крутизну і амплітуді у відповідь на послідовне згинання вібрис та встановлювали відповідність між кірковим бочонком і центральною в РП Вібриси. Для уточнення ідентифікації центру РП проводилася стимуляція найближчих до центру вібрис із ступінчастим зменшенням амплітуди їх відхилення. Серія стимулів певної амплітуди пред'являлося ритмічно з частотою 0,5 Гц. За 10-20 реалізаціям будувалися точкові або стовпчикові перістімульние гістограми (ПСГ) з біном 1-2 мс за період 100-500 мс. Звуження РП до однієї Вібриси у разі її центрального положення мало місце при більш низьких амплітудах її відхилення -- пороговий тест/9 /.

    Визначали питомий кількість фоновоактівних нейронів, по якому порівнювали вихідний рівень збудження бочонковой колонки з рівнем, встановлюються після стимуляції ядер шва і в післядії резерпіну. Нейрони з фонової активністю досліджені в паралельних проходка, які здійснювалися через всю товщину кори при межелектродном відстані в склейці - 100 мкм. Треки розташовувалися у фронтальних (AP - 2,0 і AP - 3,0) і саггитальний (L - 5,0 і L - 6,0) площинах. На кожному з треків контролювали 60 точок з інтервалом по глибині 30 мкм. Через 2-3 годин після введення резерпіну (в/б 2,5 мг/кг), коли в Згідно з численними літературними джерелами спостерігається найбільш значне зниження у мозку рівня СТ, і через 10 і 20 хв після електричної стимуляції ядер шва (частота 1 Гц, тривалість серії стимулів 20 с, імпульси тривалістю 0,1-1,0 мс, напруга на виході стимулятора 15 В) в тих самих треках проводилася повторна реєстрація фонових імпульсних розрядів. У ряді випадків була впевненість, що той же нейрон спостерігали до і після введення препарату. У кожному досвіді досліджувалася також безпосередня динаміка імпульсної активності найбільш численної групи нейронів, що реєструються з допомогою мікроелектродной склеювання одночасно.

    Координати ядер шва визначали по атласу/19 /. Стимулюючі електроди занурювалися за допомогою мікроманіпулятори ММ-1 і під контролем бінокулярного мікроскопа МБС-2 по координатами: АР - 6,6; L - 0,4; H - 4,5, з контролем занурення по індикатору глибини ГИ-100. Тверда мозкова оболонка попередньо видалялася. Стимулюючі монополярний полумікроелектроди представляли собою вольфрамові в скляної ізоляції електролітичні заточені дроту діаметром 50 мкм з опором 0,5 мОм. Верифікацію треків стимулюючих електродів в ядрах шва здійснювали морфологічно на парафінових і заморожених за допомогою сухого льоду зрізах. Вироблення умовного мігательного рефлексу (УР) здійснювалася за схемою класичного обумовлення. Загальна тривалість УС та безумовного стимулу (БС) дорівнювала 1 с, інтервал між ними - 2 с, а поєднання УС і БС подавалися з частотою 0,1 Гц. По кожному десятку стимулів будувалися ПСГ з квантом 2 мс за епоху аналізу 100 мс або 200 мс у фоні і 900 мс або 800 мс, відповідно, після пред'явлення УС. Реакції у відповідь на обдування рогівки при виробленні мігательного УР, як правило, не реєструвалися. Рівень вироблення УР обмежували пред'явленням 50-60 підкріплень.

    Частоту фонової імпульсації та характер взаємозв'язку сусідніх кіркових нейронів методом перехресних інтервальних гістограм (ПИГ) досліджували до і в різні терміни після електричної стимуляції ядер шва. Частота імпульсації нейронів вимірювалася за допомогою частотомір Ч3-36 за 5-секундні інтервали часу.

    Запуск стимуляції, амплітудна дискримінація, формування і запис імпульсної активності, а також оцифровка, побудова та роздруківка ПСГ, гістограм межімпульсних інтервалів (ГМИ) і ПИГ здійснювалися програмними засобами. Статистична обробка ПСГ полягала в обчисленні за допомогою програми "Statgraf" середньої частоти імпульсації, стандартної помилки середньої та достовірності відмінності середніх за критерієм Стьюдента: між фонової і викликаної активністю - для встановлення ефективності кожного із стимулів; між реакціями по ходу вироблення мігательного УР - для виявлення условнорефлекторном пластичності. Піки на гістограмі вважали значущими, якщо вони задовольняли критерію 2-сигма по відношенню до середнього значення кількості спайки в біне. Достовірність відмінностей між вибірковими розподілами оцінювали за критерієм Фішера.

    Результати дослідження

    Вплив електричної стимуляції ядер шва.

    За допомогою методу покрокового визначення щільності активних у фоні нейронів у стрімких проходка через кору мозку досліджені в трьох гострих дослідах 15 мікроелектродних треків, які проходили, як показала порогова ідентифікація, в межах бочонкових колонок представництва вібрис рядів В, С і D.

    У першому досвіді у контролі спостерігалося 39, у другому досвіді - 37 і в третьому - 35 фонових нейронів, що склало у контролі в середньому на один трек близько 7 нейронів. Більш щільно активні в фоні нейрони розташовувалися на глибині 600-1500 мкм -- 78% від загальної кількості зареєстрованих в контролі нейронів перебували на цьому рівні. Сумарно за трьома дослідів у контролі було зареєстровано на рівнях: 2-3 шарів - 13 нейронів, 4 шару -23 нейрона, 5 шару - 52 нейрона, 6 шару - 23 нейрона. У початковому стані на треках зустрічалося від 2 до 13 фоновоактівних нейронів. Як правило, треки з високою щільністю нейронів були розділені одним-двома щодо "порожніми" треками, що належали однойменної бочонковой колонці. У межах однойменної колонки за одну проходку контролювали імпульсну активність на 2-3 сусідніх треках. У дев'яти треках з високою щільністю елементів (від 7 до 13) зареєстровано 90 фонових нейронів (82%), а в шести "порожніх" (від 2 до 5 нейронів) - 21 нейрон (18 %).

    Електрична стимуляція ядер шва приводила до виникнення у частини мовчазних нейронів спонтанних розрядів протягом 1-2 хв, а в ряді випадків до 20 хв і більше. Після електричної стимуляції на тих же треках в першому досвіді зареєстрована активність 43, у другому досвіді - 40 і в третьому - 38 нейронів, що склало в середньому близько 8 нейронів на трек. З них зареєстровано на рівнях: 2-3 шарів - 25 нейронів, 4 шару - 24 нейрона, 5 шару - 49 нейронів, 6 шару - 23 нейрона. У 9 треках з високою щільністю елементів при цьому зареєстровано - 87 нейронів (72%), а в "порожніх" треках - 34 нейрона (28%). З даних пошарового і потрекового аналізу випливає, що електрична стимуляція ядер шва найбільш значно збільшує кількість фоновоактівних нейронів у бочонкових колонках на рівні 2-3 шарів - в 2 рази, і в "порожніх" треках - в 1,6 рази.

    Аналіз динаміки частоти фонової імпульсної активності нейронів кіркових в контролі і після активації шва, результати якого подано в таблиці, виявив пошарове нерівномірність у зростанні рівня збудження колонок. Найбільшою мірою частота фонової імпульсації збільшувалася у вихідних нейронів 5 - 6 шарів (P <0,001), тоді як у асоціативних нейронів 2-3 шарів підвищення частоти було достовірним при більш низькому рівні значимості (P <0,05). У нейронів афферентной рівня зниження середньої частоти фонового розряду було недостовірним.

    Таблиця

    Зміна частоти фонової імпульсної активності нейронів різних рівнів бочонковой колонки С1 кори мозку щурів при електричній стимуляції ядер шва і під впливом резерпіну.        

    Рівні         

    Кількість   

    нейронів         

    Частота   

    (імп/с)        

    Кількість нейронів         

    Частота   

    (імп/с)             

    колонки         

    До стимуляції (контроль)         

    Після стимуляції   

    (досвід)             

    2-3 шари         

    16         

    13,7 0,9         

    16         

    17,6 0,5 *

                

    4 шар         

    25         

    9,7 0,7         

    20         

    9,1 0,6             

    5-6 шари         

    38         

    12,4 0,8         

    25         

    20,9 0,7 **                      

    N = 79                  

    N = 61                               

    До введення резерпіну (контроль)         

    Після введення резерпіну   

    (досвід)             

    2-4 шари         

    33         

    11,4 1,2         

    28         

    8,4 0,7 *

                

    5-6 шари         

    48         

    9,5 0,9         

    36         

    7,4 0,5 *

                

    Сумарно         

    81         

    9,4 0,8         

    64         

    7,2 0,4 *

        

    Примітка: * -- відмінності досвід-контроль достовірні при P <0,05,

    ** - відмінності досвід-контроль достовірні при P <0,001.

    Про перебудовах структури фонового імпульсного розряду кіркових нейронів при активації ядер шва свідчать дані аналізу ГМИ. На рис. 1 представлені як типових прикладів ГМИ імпульсації трьох нейронів, відповідно, з верхнього -- асоціативного, середнього - аферентних і нижнього - еферентної рівнів бочонковой колонки С3 у контролі, а також через одну, дві і три хвилини після електричної стимуляції ядер шва.

    У асоціативних нейронів на рівні 2-3 шарів (рис.1, А) перебудови структури фонових імпульсних розрядів були, як правило, динамічними, протікали хвилеподібно з поверненням до контрольному аритмічний патерни. Так, у нейронів 2-3 шарів (N = 10) середній межімпульсний інтервал дорівнював у контролі 15,9 ± 3,0 мс, через хвилину після стимуляції ядер шва зростав до 21,7 ± 4,1 мс (P <0,05), через дві хвилини повертався до контрольного рівня - 16,4 ± 2,7 мс, а через три хвилини знову достовірно (P <0,05) збільшувався до 27,6 ± 3,2 мс.

    Рис.1. Перебудова структури фонової імпульсної активності нейронів різних рівнів бочонковой колонки С1 кори мозку щурів при електричній стимуляції ядер шва.

    Гістограми межімпульсних інтервалів: А - для нейрона асоціативних шарів; Б - для нейрона афферентной шару; В - для нейрона еферентної шару; 1 - до стимуляції ядер шва; 2 - через одну хвилину; 3 - через дві хвилини; 4 - через три хвилини після стимуляції. По вертикалі - кількість інтервалів, по горизонталі - їх тривалість в мс. Суцільна горизонтальна лінія - середня кількість інтервалів; штрихова - рівень 2s.

    У вхідних фоновоактівних нейронів 4 шару (рис.1, Б) вихідні пачкова і групувати імпульсні розряди ставали одинично-аритмічний. Середній межімпульсний інтервал у вхідних нейронів (N = 10) в контролі дорівнював 26,7 ± 5.2 мс. Через одну хвилину після стимуляції ядер шва він достовірно (Р <0,05) скорочувався до 16,4 ± 3,4 мс, через дві хвилини утримувався на тому ж рівні - 16,4 ± 5,0 мс, а через три хвилини був дорівнює в середньому 23,0 ± 4,1 мс, що за t-критерієм недостовірно (Р <0,05) відрізняється від контролю. Оцінка достовірності відмінності вибіркових розподілів межімпульсних інтервалів для вхідних нейронів по критерієм Фішера показала достовірну (P <0,05) трансформацію структури їх фонового імпульсного розряду через одну хвилину після стимуляції ядер шва (F = 2,36 при Fst = 1,39), повернення до контрольного патерни через дві хвилини (F = 1,07 при Fst = 1,39) і повторну рандомізації розрядів до третьої хвилині (F = 1,58 при Fst = 1,39).

    У вихідних нейронів шару 5 (рис.1, В) спостерігалася прямо протилежна тенденція: їх вихідний одиничний аритмічний розряд після електричної стимуляції ядер шва перемежовуються спочатку пачками (через один і дві хвилини), а на третій хвилині -- групами фонових імпульсів. Середній межімпульсний інтервал у вихідних нейронів (N = 12) в контролі дорівнював 18,3 ± 3,6 мс, через одну хвилину після стимуляції ядер шва - 20,2 ± 4,8 мс, через дві хвилини - 19,7 ± 4,7 мс, через три хвилини -- 23,5 ± 6,0 мс, що за t-критерієм у всіх трьох випадках недостовірно відрізняється від контролю (P <0,05). Оцінка достовірності різниці вибіркових розподілів межімпульсних інтервалів для вихідних нейронів за критерієм Фішера показала односпрямований, протягом трьох спостережуваних хвилин, достовірну (P <0,05) трансформацію структури одиничного аритмічний їх розряду в пачкова і груповий (F = 1,70; 1,65; 2,66, відповідно, після першої, другої і третьої хвилини при Fst = 1,39). Такого роду перебудови структури фонових розрядів в досліджених вибірках вхідних та вихідних нейронів були стабільними протягом десятків хвилин.

    У вибірці попарно зареєстрованих нейронів (N = 28) оцінювалися впливу активації ядер шва на характер міжнейронні взаємодій з використанням методу побудови ПИГ. Значимі піки на ПИГ розглядали як прояв статистично виявленої функціонального зв'язку між нейронами, що здійснюється з певною затримкою і в певному напрямку.

    Рис.2. Перебудови міжнейронні взаємодій нейронів на різних рівнях бочонковой колонки С1 кори мозку щурів при електричній стимуляції ядер шва.

    Постімпульсние гістограми зв'язку для прямих і зворотних впливів парних нейронів шару 3 і парних нейронів шару 5:

    1 - до стимуляції ядер шва; 2 - через десять хвилин; 3 - через двадцять хвилин після стимуляції. По вертикалі - кількість імпульсів; по горизонталі - час у мс. Суцільна горизонтальна лінія - середня кількість імпульсів; штрихова -- рівень 2s.

    Для верхніх шарів показано (рис. 2) поява на ПИГ після електричної стимуляції додаткових дліннолатентних значущих піків і зменшення піків з нульовою латентністю. У нижніх шарах при цьому спостерігалося ослаблення як прямих, так і зворотних міжнейронні моно-і полісінаптіческіх впливів і поява односторонніх впливів з нульовою і високою латентністю.

    Знижений під впливом резерпіну внутрішньомозковий зміст СТ.

    Аналіз середньої поточну частоту фонової імпульсної активності нейронів бочонковой колонки С1 до і після введення резерпіну, результати якого подано в таблиці, показав, що на піку дії резерпіну сумарно по колонці, і на кожному з її рівнів має місце достовірне (Р <0,05) зниження частоти імпульсації. При це характерний для контролю більш високий частотний рівень нейронів поверхневих шарів у порівнянні з глибокими шарами на тлі резерпіну вирівнювався. Слід зазначити, що близько 18% нейронів, вихідна частота імпульсації яких не перевищувала середніх значень за вибіркою (Р <0,05), були резистентними до резерпін. У 10% нейронів, які зареєстровані переважно в еферентних шарах, частота импульсации в післядії резерпіну достовірно (Р <0,05) підвищувалася. Їх вихідна частота перевищувала середнє значення по всій вибірці (Р <0,01).

    На рис. 3 представлені ГМИ фонової імпульсної активності трьох нейронів, що належать бочонковой колонці С3. Нейрон на (А) мав до введення резерпіну три виразних максимуму в ГМИ, що свідчить про наявність у структурі його початкового розряду пачок і груп, переміжних аритмічний наступні одиничні розряди. Через 2,5 год після введення резерпіну частота импульсации

    даного нейрона зменшилася, а структура рандомізованих - зникли пачкова та групові розряди. Середній межімпульсний інтервал у знижують частоту нейронів (N = 10) у контролі дорівнював 19,8 ± 4,4 мс, а через 2-3 години після введення резерпіну -- 24,5 ± 2,6 мс, що за t-критерієм недостовірно відрізняється від контролю (P <0,05).

    У нейрона на (Б) через 2 години після введення резерпіну ГМИ стала островершінной з двома достовірними максимумами в діапазоні найменших інтервалів, що відображає поява в структурі безперервного аритмічний розряду коротких пачок і різної тривалості груп імпульсів. Така динаміка структури фонового розряду була характерна для нейронів, які збільшували під впливом резерпіну частоту імпульсної активності. Середній межімпульсний інтервал у підвищують частоту нейронів (N = 10) в контролі дорівнював 22,4 ± 6,6 мс, а через 2-3 години після введення резерпіну - 19,6 ± 3,9 мс, що за t-критерієм недостовірно відрізняється від контролю (P <0,05).

    Рис.3. Перебудова структури фонової імпульсної активності нейронів трьох різних рівнів бочонковой колонки С1 кори мозку щурів при дії резерпіну

    Гістограми межімпульсних інтервалів: А - при зменшенні частоти імпульсації; Б - при збільшення частоти; В - при стабільній частоті; 1 - у контролі; 2 - в післядії резерпіну. По вертикалі - кількість інтервалів, по горизонталі -- їх тривалість в мс. Суцільна горизонтальна лінія - середня кількість інтервалів; штрихова - рівень 2s.

    На (В) представлений нейрон, у якого протягом 3 годин після введення резерпіну частота фонового розряду істотно не змінювалися, а його структура змінювалася недостатньо виразно. Резистентні до резерпін нейрони переважно залягали на рівні 4-го шару колонки, тобто вони в більшості своїй були вхідними для первинної специфічної афферентаціі. Середній межімпульсний інтервал у резистентних до резерпін нейронів (N = 10) в контролі дорівнював 15,4 ± 5,0 мс, а через 2-3 години після введення резерпіну - 20,2 ± 6,0 мс, що за t-критерієм недостовірно відрізняється від контролю (P <0,05).

    Оцінка достовірності відмінності вибіркових розподілів межімпульсних інтервалів у представлених трьох типів нейронів за критерієм Фішера показала достовірну (P <0,05) трансформацію під впливом резерпіну структури їх фонового імпульсного розряду (F = 1,76; 2,88; 1,46, відповідно, для А, Б і В при Fst = 1,45).

    За допомогою методу покрокового визначення щільності активних у фоні нейронів у стрімких проходка через кору мозку досліджені в трьох гострих дослідах 9 мікроелектродних треків, які проходили, як показала порогова ідентифікація, в межах бочонкових колонок представництва середніх вібрис рядів В і С. У першу досвіді в контролі спостерігалося 29, у другому досвіді - 27 і в третьому - 25 фонових нейронів, що склало у контролі в середньому на один трек 9 нейронів. Більше щільно активні в фоні нейрони розташовувалися на глибині 500-1500 мкм - 70% від загальної кількості. Сумарно за трьома дослідів у контролі було зареєстровано на рівні: 2-3 шарів - 18 нейронів, 4 шару -26 нейронів, 5 шару - 23 нейрона, 6 шару - 14 нейронів. У початковому стані на треках зустрічалося від 4 до 18 фоновоактівних нейронів. Як і в серії дослідів з електричною стимуляцією ядер шва, треки з високою щільністю нейронів були розділені щодо порожніми "треками. У шести треках з високою щільністю елементів (7 - 18) зареєстровано 67 фонових нейронів (83%), а в трьох щодо "порожніх" треках (4 - 5 нейронів) - 14 нейронів (17 %).

    Просторово регулярний профіль розподілу фоновоактівних нейронів у ПМСБ CI кори мозку щурів зберігався і на тлі резерпіну. Через 2-3 години після введення резерпіну в тих самих треках в першому досвіді зареєстрована активність 21 нейрона, у другому досвіді - 22 нейронів і в третьому - 21 нейрона, що склало в середньому близько 7 нейронів на трек. З них зареєстровано на рівні: 2-3 шарів - 10 нейронів, 4 шару - 23 нейрона, 5 шару - 21 нейрон, 6 шару - 10 нейронів. У шести треках з високою щільністю елементів при цьому зареєстровано - 52 нейрона (81%), а в трьох "порожніх" треках - 12 нейронів (19%). З даних пошарового аналізу випливає, що резерпін найбільш істотно зменшує кількість фоновоактівних нейронів у бочонкових колонках на рівні 2-3 шарів (на 44%) і 6 шару (на 29%). Щільні і відносно "пусті" треки в післядії резерпіну містили, відповідно, на 27% і на 25% менше активних у фоні нейронів.

    Структура фазіческіх збудливий реакцій на відхилення центральною в РП Вібриси на тлі резерпіну характеризувалася у 63% нейронів вибірки меншої в порівнянні з контролем частотою і більшою тривалістю первинного та вторинного збудження, а також розділяє їх гальмівний паузи. Поряд з цим у багатьох нейронів з високим рівнем фонової імпульсної активності (57%) частота викликаної імпульсної активності після введення резерпіну достовірно (P <0,05) збільшувалася, а середня тривалість фаз первинного та вторинного збудження і розділяє їх гальмівний паузи скорочувалася.

    На рис. 4 графіками представлені розподілу значень гальмівної паузи в фазіческіх збудливий реакціях одного з нейронів (колонка С3, на рівні шару 5) за частоті їх реалізації при повторному ізольованих та поєднаних з підкріпленням відхилення центральною в РП Вібриси. Показано, що в контролі до введення резерпіну (А) при ізольованому пред'явленні УС не виявляється виразною залежності між тривалістю гальмівної паузи і частотою її реалізованості в серії повторюваних стимулів. Однак при виробленні мігательного УР у розподілі з'являється максимум у діапазоні (140-180) мс, в якому знаходиться близько 40% всіх значень. Розподіл значень гальмівної паузи в реакціях цього ж нейрона на ізольоване пред'явлення УС в післядії резерпіну (Б) апроксіміруется також похилою прямою лінією, але зростаючої в напрямку мінімальних значень досліджуваного параметра.

    Рис. 4. Розподіл значень гальмівної паузи в фазованих збудливий реакціях на УС нейронів фокальній бочонковой колонки С1 кори мозку пацюки.

    А - при виробленні мігательного УР у контролі; В - у післядії резерпіну. Суцільна лінія - при ізольованій тактильним стимуляції; пунктирна - при підкріплювана пред'явленні УС. По вертикалі - кількість значень тривалості гальмівної паузи в%; по горизонталі - тривалість гальмівної паузи в мс.

    При виробленні мігательного УР на тлі резерпіну у розподілі значень гальмівної паузи, більше згладжений в порівнянні з контрольним максимум, виникає в іншому діапазоні - (100-130) мс. У цього нейрона під впливом резерпіну розмах варіювання значень гальмівної паузи ставав більш вузьким - (40-220) мс по порівняно з контролем (60-300) мс. Середня тривалість гальмівної паузи по всій вибірці в контролі на ізольоване пред'явлення УС дорівнювала (147,7 ± 0,7) мс, а на підкріплювані обдування рогівки була вищою (P <0,001) - (182,7 ± 0,4) мс. Середня тривалість гальмівної паузи в післядії резерпіну при ізольованою стимуляції була вищою (P <0,05) у порівнянні з контролем -- (169,7 ± 1,1) мс, а при підкріплювана обдування рогівки - не відрізнялася ні від контрольного значення, ні від значення при непідкріплені УС і дорівнювала (175,7 ± 1,0) мс.

    Обговорення результатів

    Унікальні гістологічні особливості ПМСБ представництва вібрис в С1 кори мозку багатьох гризунів та інших ссавців викликають підвищений інтерес до функціональним властивостям проекційних модулів даній області. Щодо проста їх ідентифікованої на порядок підвищує точність всіх аспектів нейрофізіологічної аналізу. У попередніх наших роботах/10,11,22/вивчалися локальні механізми замикання тимчасової зв'язку у фокусі коркового представництва умовного стимулу, який був обмежений окремої бочонковой колонкою в С1 мозку щурів. Була показана структура міжнейронні, вертикальних і горизонтальних, внутріколонкових і межколонкових взаємодій в динаміці вироблення мігательного УР, визначені залежності швидкості і характеру динаміки, а також ступеня зміцнення тимчасової зв'язку від різноманітних форм пластичності паттернів імпульсної активності нейронів, що мають різну топологію в бочонковой колонці.

    На підставі даних про динаміку та взаємної обумовленості окремих компонентів фазіческіх нейронних реакцій фокусу коркового представництва УС на різних етапах навчання була сформульована гіпотеза про механізм авторітмічного скануючого асоціювання фокальній колонки з іншими колонками, що мають відношення до обробці параметрів сполучуваних при навчанні стимулів/10,11,22 /. Условнорефлекторном перебудова структури міжнейронні зв'язків у межах фокальній корковою колонки, згідно з таким припущенням, полягає в обмеження її авторітмічних скануючих взаємодій в розподіленої системі зацікавлених структур. Це призводить до підвищення ймовірності конвергенції та інтеграції синфазних хвиль збудження і, у підсумку, до зміцнення тимчасової зв'язку. Для обгрунтування подібного уявлення про локальні механізми замикання тимчасової зв'язку доцільно було розглянути реалізовуваність зазначених форм пластичності в нейронних мережах фокальній колонки в різних за ефективності умовах її функціонування, яка варіює зі зміною загальної рівня збудження кори мозку.

    У даному дослідженні показано, що активація ядер шва, наслідком якої є підвищення в мозку змісту нейромодулятора СТ, а також зниження концентрації СТ (поряд зі зниженням вмісту інших біогенних моноамінів) в післядії резерпіну викликали різноспрямовану пластифікації синаптичних зв'язків у вхідних, вихідних та асоціативних нейронних ансамблях бочонковой колонки С1 кори мозку пацюки. Модуляція рівня збудження колонки здійснюється за рахунок зміни кількості фоновоактівних нейронів, частоти і структури їх імпульсних розрядів.

    Розподіл нейронів з фонової імпульсною активністю по рівнях функціональної колонки в ПМСБ, по представлених тут результатами, відповідає в загальних рисах гістологічної картині розподілу клітинних тіл, згідно з якою найбільша їх щільність спостерігається в шарі 4 і верхній половині шару 5. Просторово-регулярний профіль чергування в тангенціальному плані треків з високою щільністю фоновоактівних нейронів з відносно "порожніми" треками, а також факт належності сусідніх треків до однієї і тієї ж функціональної колонці, свідчить про те, що перші належать стінок "діжки", а другий - його порожнини, нечисленні нейрони якої, мабуть, контактують з моноаминергических пресінапсамі і в більшій мірі знаходяться під їхнім впливом.

    Виявлено послойная нерівномірність у зміні рівня збудження бочонковой колонки. Показано значуще підвищення при активації ядер шва год

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !