WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Филиппов Игорь Владимирович

СВЕРХМЕДЛЕННАЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГОЛОВНОГО МОЗГА В ПРОЦЕССАХ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В СЕНСОРНЫХ СИСТЕМАХ

03.03.01 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

ЯРОСЛАВЛЬ – 2011

Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии с биофизикой государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ярославская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГОУ ВПО ЯГМА Минздравсоцразвития России)»

Научный консультант: доктор медицинских наук Худоерков Рудольф Михайлович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Шерстнев Владимир Вячеславович доктор биологических наук профессор Мышкин Иван Юрьевич доктор биологических наук профессор Тихомирова Ирина Александровна

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

Защита диссертации состоится 16 февраля 2012 г. в 15.00 часов на заседании совета Д 212.307.02 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д.

Ушинского» по адресу: 150000, Ярославль, Которосльная набережная, д. 46 в, аудит.

203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского» (150000, г. Ярославль, ул. Республиканская, д. 108).

Автореферат разослан «______» ______________ 20____ г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент И.А. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Несмотря на существенный прогресс современной физиологии сенсорных систем, механизмы анализа афферентной информации в ЦНС остаются малоизвестными. По-видимому, это связано с тем, что наибольшее количество данных были получены с использованием методов регистрации быстрой активности, таких как импульсная нейронная активность, быстрые компоненты вызванных потенциалов головного мозга и быстрые ритмы электроэнцефалограммы (Logothetis, 2003). Однако, известно, что в центральной нервной системе (ЦНС) существуют более медленные биоэлектрические процессы, в частности сверхмедленная биоэлектрическая активность (СМБА) – относительно устойчивые или постоянные потенциалы милливольтового диапазона и различные виды сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) с частотами менее 0,5 Гц (Аладжалова, 1962, 1979; Илюхина, 1977, 2004; Vanhatalo et al., 2005). Следует констатировать, тот факт, что настоящее время значительно расширились исследования СМБА головного мозга. В этих работах раскрыта тесная связь разных видов СМБА с механизмами нейрогуморальной регуляции нормальных и патологических состояний головного мозга (Аладжалова, 1962, 1979; Илюхина, 1977);

показана взаимосвязь между подобными очень медленными потенциалами ЦНС и различными процессами метаболизма в ткани головного мозга (Аладжалова, 1979;

Швец-Тэнэта-Гурий, 1980, 1986; Фокин, Пономарева, 2003); установлено участие различных видов СМБА в интеграции различных структур головного мозга в функциональные интрацеребральные системы обеспечения различных видов деятельности человека и животных (Бехтерева, 1971, 1988; Илюхина, 1986, 2004). В этой связи важными являются представления о том, что процессы обработки сенсорной информации на различных уровнях ЦНС в большей степени связаны именно с медленными внеклеточными потенциалами головного мозга, чем с быстрыми формами его активности (Logothetis, 2003). К сожалению, в настоящее время существуют лишь единичные сообщения о возможной роли крайне медленных биоэлектрических процессов в механизмах анализа мозгом сенсорной информации (Steriade et al., 1993; He, 2003; Leopold et al., 2003 и др.), либо указанные феномены и их значимость до сих пор остаются неизученными как, например, внеклеточные потенциалы (Bullock, 1999, Илюхина, 2004). Кроме того, детальный анализ литературы показывает, что до сих пор практически неизвестно значение сверхмедленных процессов в центральных представительствах сенсорных систем в механизмах обработки головным мозгом поступающей афферентной сенсорной информации (Bullock, 1999). В то же время, поскольку явление сверхмедленной активности является, очевидно, универсальным для различных отделов головного мозга и существует у различных позвоночных, а значение различных ритмов биоэлектрической активности на уровне таламокортикальных систем представляет важнейший механизм анализа мозгом различных сигналов (Steriade, 2006), изучение вклада сверхмедленных процессов в деятельности центральных представительств сенсорных систем позволит раскрыть новые принципы анализа ЦНС поступающей афферентной информации. До настоящего времени остаются неизвестными механизмы возможных перекрестных таламокортикальных и кортикоталамических взаимодействий с участием перестроек сверхмедленной активности.

Таким образом, неизвестными оставались феноменология, значение и роль целого спектрального диапазона спонтанной биоэлектрической активности головного мозга с частотами менее 0,5 Гц на уровне различных центральных представительств сенсорных систем, которые должны отражаться в динамике сверхмедленной активности головного мозга в диапазоне слабого биоэлектрического сигнала (Илюхина, 2004). Дополнительную актуальность тематике придает возможность использования полученных данных не только для фундаментальной нейрофизиологии, но и в клинической медицине. В частности, полученные результаты можно будет использовать как основу для нормативных показателей при функциональных клинических исследованиях в медицине. Кроме того, полученные сведения позволят дать фундаментальное обоснование широкому клиническому применению метода изучения динамики сверхмедленных процессов головного мозга в качестве адекватной методики оценки функционального состояния подкорковокорковых представительств сенсорных систем. Все это и предопределило актуальность данной проблематики и необходимость проведения настоящей работы.

Цель исследования – выявить и проанализировать амплитудно-частотные характеристики сверхмедленной биоэлектрической активности в таламокортикальных отделах сенсорных систем головного мозга, исследовать механизмы ее влияний на нейрофизиологические процессы переработки сенсорной информации в структурах мозга, входящих в состав зрительной, слуховой и вкусовой систем, определить особенности участия различных частотных диапазонов сверхмедленной активности в процессах переработки информации в указанных представительствах сенсорных систем.

В соответствии с целью работы, задачами исследования явились:

1. Выявление СМБА и ее сравнительный анализ в латеральном коленчатом теле и первичной зрительной коре при действии различных зрительных стимулов (темноты, света и ритмической фотостимуляции).

2. Анализ особенностей СМБА и ее перестроек в латеральном коленчатом теле до и после контактной электрической стимуляции первичной зрительной коры, а также выявление характеристик СМБА в первичной зрительной коре до и после контактной электрической стимуляции латерального коленчатого тела.

3. Выявление СМБА и ее сравнительный анализ в медиальном коленчатом теле и первичной слуховой коре при действии различных звуковых стимулов (тишины и ритмической фоностимуляции).

4. Анализ СМБА и ее перестроек в медиальном коленчатом теле до и после контактной электрической стимуляции первичной слуховой коры, а также выявление свойств СМБА и ее сдвигов в первичной слуховой коре до и после контактной электрической стимуляции медиального коленчатого тела.

5. Сравнительный анализ изменений СМБА в заднесрединном нижнем ядре таламуса и в первичной вкусовой коре при действии химических веществ с различными вкусовыми свойствами (нейтральный, сладкий, соленый, кислый и горький).

6. Анализ динамики СМБА и ее перестроек в заднесрединном нижнем ядре таламуса до и после контактной электрической стимуляции первичной вкусовой коры, а также выявление особенностей СМБА и ее перестроек в первичной вкусовой коре до и после контактной электрической стимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса.

Основные положения, выносимые на защиту. В целом, на основании полученных данных на защиту выносятся следующие положения:

1. В таламокортикальных представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга постоянно присутствует эндогенная ритмическая активность в виде сложноорганизованной сверхмедленной активности различных частотных диапазонов: регулярных секунд волн, относительно регулярных многосекундных волн и одиночных нерегулярных минутных колебаний на фоне низких и средних значений градиента постоянного потенциала милливольтового диапазона.

2. Сверхмедленная биоэлектрическая активность участвует в процессах нейрофизиологической переработки сенсорной информации в таламокортикальных отделах зрительной слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга через изменения различных частотных диапазонов – секундного, многосекундного, минутного и перестроек градиента постоянного потенциала милливольтового диапазона.

3. Механизмы нейрофизиологической переработки зрительных, слуховых и вкусовых сенсорных стимулов тесно связаны с характерными перестройками секундного диапазона (0,1-0,3 Гц) сверхмедленной активности, а также с изменением динамики многосекундных волн (0,0167-0,035 Гц).

4. Сверхмедленные биоэлектрические процессы вовлечены в двусторонние взаимодействия между таламическими и корковыми отделами зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем, что опосредовано перестройками амплитудно-частотных свойств преимущественно секундного, а в некоторых случаях и многосекундного диапазонов сверхмедленной активности.

5. Характерные перестройки секундного и многосекундных ритмов таламокортикальных отделов зрительной, слуховой и вкусовой систем при отсутствии изменений минутных волн и градиента постоянного потенциала милливольтового диапазона в различных условиях позволяют предложить концепцию, согласно которой секундные волны связаны с нейрофизиологическими механизмами переработки сенсорной информации и двусторонними таламокортикальными взаимодействиями; многосекундные волны отражают флюктуации уровня возбудимости нейронов этих образований, тогда как минутные волны и градиент постоянного потенциала милливольтового диапазона являются физиологическими эквивалентами метаболических и сосудисто-циркуляторных механизмов обеспечения деятельности указанных отделов ЦНС.

Научная новизна исследования. В целом, на основании полученных данных впервые выявлены сверхмедленные механизмы обработки и анализа головным мозгом сенсорной информации на уровне различных сенсорных систем (зрительной, слуховой, вкусовой), что можно свести к совокупности следующих положений:

1. Впервые установлено явление эндогенной ритмической сверхмедленной активности в высших подкорковых и корковых представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных системах головного мозга; впервые в хроническом эксперименте исследована феноменология разных видов СМБА латерального коленчатого тела, медиального коленчатого тела, заднесрединного нижнего ядра таламуса, а также первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры, входящих в состав зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем.

2. Впервые выявлены характерные, статистически значимые перестройки секундных волн (0,1-0,3 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде существенного нарастания их спектральной мощности в латеральном коленчатом теле и в первичной зрительной коре в темноте, при действии света и при ритмической фотостимуляции, соответственно. Также впервые установлено, что подобные перестройки в виде существенного нарастания спектральной мощности секундных волн возникают в латеральном коленчатом теле после контактной электростимуляции первичной зрительной коры, а также в первичной зрительной коре после контактной электростимуляции латерального коленчатого тела.

3. Впервые продемонстрированы идентичные, однонаправленные и существенно взаимосвязанные друг с другом изменения многосекундных волн (0,0167-0,04 Гц) в латеральном коленчатом теле и в первичной зрительной коре в виде увеличения спектральной мощности этих волн только в ответ на ритмическую фотостимуляцию, при этом впервые выявлено, что электростимуляция первичной зрительной коры приводила к значимому снижению спектральной мощности многосекундных волн с частотами 0.0167-0.05 Гц в латеральном коленчатом теле, тогда как электрическое раздражение латерального коленчатого тела приводило в первичной зрительной коре к статистически значимому увеличению спектральной мощности многосекундных волн тех же частот.

4. Впервые выявлены особенности статистически значимых перестроек динамики секундных волн (0,1-0,3 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде существенного нарастания их спектральной мощности в медиальном коленчатом теле и в первичной слуховой коре в ответ на действие ритмической фоностимуляции по сравнению с условиями тишины. Также впервые продемонстрировано, что статистически значимые перестройки динамики секундных волн (0,1-0,5 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде существенного нарастания их спектральной мощности наблюдаются в медиальном коленчатом теле в ответ на контактную электростимуляцию первичной слуховой коры и в первичной слуховой коре в ответ на контактную электростимуляцию медиального коленчатого тела.

5. Впервые обнаружены стимул-зависимые, статистически значимые изменения секундных волн (0,1-0,3 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде достоверно отличных паттернов их спектральной мощности в заднесрединном нижнем ядре таламуса и во вкусовой коре в ответ на действие различных базовых вкусовых стимулов (нейтрального, сладкого, кислого, соленого и горького). Также впервые установлены характерные, статистически значимые перестройки секундных волн (0,1-0,5 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде существенного снижения их спектральной мощности в заднесрединном нижнем ядре таламуса в ответ на контактную электростимуляцию первичной вкусовой коры и статистически значимые сдвиги свойств секундных волн (0,1-0,5 Гц) сверхмедленных колебаний потенциалов в виде существенного нарастания их спектральной мощности в первичной вкусовой коре в ответ на контактную электростимуляцию заднесрединного нижнего ядра таламуса (по сравнению с их динамикой в первичной вкусовой коре до электростимуляции указанного ядра таламуса).

6. Впервые изучена зависимость спектральных характеристик многосекундных волн от типа вкусового стимула, что наблюдалось в таламокортикальных отделах вкусовой сенсорной системы головного мозга, которая в целом отличалась слабовыраженным стимул-специфическим характером, однако было установлено значительное снижение спектральной мощности многосекундных колебаний после электростимуляции первичной вкусовой коры в заднесрединном нижнем ядре таламуса, идентичная тенденция снижения спектральной мощности многосекундных волн в первичной вкусовой коре наблюдалась после электростимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса.

7. Впервые показаны, что уровень постоянного потенциала милливольтового диапазона не претерпевает изменений в таламических и корковых представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга при действии соответствующих сенсорных стимулов, а также остается неизменным в изученных таламических ядрах после электростимуляции первичных корковых представительств и не изменяется в корковых отделах после электростимуляции изученных таламических ядер, соответственно.

8. Впервые продемонстрировано, что динамика минутных СМКП (с доминирующими частотами менее 0,004 Гц) не претерпевает изменений в таламических и корковых представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга при действии соответствующих сенсорных стимулов, а также остается неизменной в изученных таламических ядрах после электростимуляции первичных корковых представительств и не изменяется в корковых отделах после электростимуляции изученных таламических ядер, соответственно.

9. На основании совокупности полученных в работе данных впервые предложена новая экспериментально обоснованная концепция об участии перестроек динамики СМКП в общих нейрофизиологических механизмах анализа/переработки мозгом сенсорной информации различных модальностей, в соответствии с которой динамические перестройки секундных колебаний потенциалов принимают участие в механизмах обработки и/или кодирования афферентной информации в зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных системах; многосекундные колебания, очевидно, связаны с флюктуациями специфической/неспецифической активации подкорковых и корковых представительств этих сенсорных систем, а минутные колебания потенциалов и уровень постоянного потенциала милливольтового диапазона отражают метаболические и/или сосудисто-циркуляторные механизмы обеспечения функциональных состояний этих структур головного мозга.

Научно-практическая значимость работы. С учетом существующих представлений о сходстве общих принципов строения и функционирования сенсорных систем головного мозга крысы и человека (Волохов, 1968; Оленев, 1987) результаты проведенных экспериментальных исследований могут быть, с определенной долей уверенности, экстраполированы на человека. В связи с этим результаты настоящей работы, а также сделанные на их основе заключения и выводы могут иметь не только фундаментальное, но и прикладное значение для понимания роли и участия сверхмедленной активности головного мозга в механизмах обработки и анализа головным мозгом сенсорной информации на уровне корковых и подкорковых отделов ЦНС. Основываясь на совокупности полученных данных, доказан важный вклад сверхмедленной биоэлектрической активности головного мозга в механизмы обработки информации в центральных представительствах сенсорных систем. Согласно этой гипотезе динамические перестройки секундных колебаний потенциалов принимают участие в механизмах обработки и кодирования афферентной информации в зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных системах, многосекундные колебания, очевидно, связаны с уровнем специфической активации подкорковых и корковых представительств этих сенсорных систем стволовыми системами активации мозга, а минутные колебания потенциалов отражают циклические колебания спонтанной активности нейронов или связаны с метаболическими изменениями в ткани головного мозга. В целом, обоснованные в работе конкретные положения могут быть использованы в учебном процессе биологических и медицинских факультетов различных вузов при подготовке специалистов медико-биологического профиля. Кроме того, несмотря на то, что настоящее исследование носило фундаментальный характер, из результатов и выводов этой работы можно выделить ряд важных рекомендаций по конкретному использованию полученных результатов в клинической медицине. Во-первых, рекомендовать широкое применение неинвазивной регистрации сверхмедленных потенциалов головного мозга как важнейшего метода исследования состояний и функций головного мозга в виде обязательного дополнения к широко используемой в клинике методике электроэнцефалографии и изучения вызванных потенциалов. Вовторых, рекомендовать использование метода регистрации сверхмедленных потенциалов головного мозга секундного и многосекундного диапазонов с поверхности головы человека совместно со стандартными электроэнцефалографическими фото- и фоностимуляторами для оценки и диагностики нормальных и патологических функциональных состояний корковых представительств зрительной и слуховой сенсорных систем головного мозга. Втретьих, рекомендовать представленные в работе направленные перестройки динамики СМКП, в качестве ориентиров и коррелятов для объективной инструментальной нейрофизиологической оценки процессов переработки информации головным мозгом человека. В случае внедрения разработанных положений в клиническую практику, в распоряжении неврологов, психиатров и специалистов по функциональной диагностике ЦНС окажется дополнительный, не слишком дорогостоящий, несложный, надежный и информативный метод оценки функциональных состояний сенсорных систем головного мозга человека.

Таким образом, результаты проведенных исследований раскрывают новые сверхмедленные механизмы обработки информации в сенсорных системах, остававшиеся неизученными до настоящего времени, а также доказывают участие сверхмедленных колебаний потенциалов в сверхмедленных механизмах обработки информации в зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных системах головного мозга.

Полученные данные продемонстрировали новые, ранее неизвестные нейрофизиологические механизмы анализа афферентной сенсорной информации в центральных отделах сенсорных систем, что позволяет рекомендовать их как возможную основу для нормативных показателей при функциональных клинических исследованиях в медицине. Кроме того, полученные сведения позволяют дать фундаментальное обоснование широкому клиническому применению метода изучения динамики сверхмедленных процессов головного мозга в качестве адекватной методики оценки функционального состояния подкорково-корковых взаимоотношений и представительств зрительного, слухового и вкусового анализаторов.

Апробация работы и публикации. Материалы работы доложены и обсуждены на 45 различных Всероссийских и зарубежных съездах, конгрессах, конференциях и симпозиумах. В числе наиболее важных всероссийских научных мероприятий: XVII Съезд физиологического общества имени И.П.Павлова (Казань, 2001 г.); XIX Съезд физиологического общества имени И.П. Павлова (Екатеринбург, 2004 г.); XX Съезд физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007 г.);

XXI Съезд физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010 г.);

Всероссийская конференция «Организация и пластичность коры больших полушарий головного мозга» (Москва, 2001 г.); Всероссийская конференция «Пластичность и структурно функциональная взаимосвязь коры и подкорковых образований мозга» (Москва, 2003 г.); Всероссийская конференция «Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга» (Москва, 20г.); Всероссийская конференция с международным участием «Структурнофункциональные нейрохимические и иммуноцитохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга» (Москва, 2007 г.); Всероссийская конференция с международным участием «Современные направления в исследовании функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга» (Москва, 20г.). В числе наиболее важных зарубежных научных конференций: 21-ая летняя школа по изучению головного мозга «Познание, эмоции и вегетативные ответы» (Нидерланды, Амстердам, 1999); Ежегодная всемирная конференция по вычислительным аспектам нейронаук (Бельгия, Брюгге, 2000 г.); Летняя школа Международной организации по изучению головного мозга «Современные подходы к изучению функций ЦНС с использованием электрофизиологических, поведенческих и создающих изображение технологий» (Чехия, Прага, 2002 г.); Международный семинар «Нейронные сообщества» международной организации по изучению головного мозга (Венгрия, Будапешт, 2004 г.); Мировой конгресс по нейротехнологиям (Италия, Рим, 2010 г.).

По теме диссертационного исследования опубликовано 45 печатных работ, в том числе 15 статей в журналах, входящих в список ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК РФ. Из указанных статей – 8 статей опубликовано в отечественных рецензируемых журналах, 7 статей опубликовано в зарубежных рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертационного исследования. Диссертация изложена на 360 страницах машинописного текста и состоит из введения; обзора литературы (глава 1); материалов и методов (глава 2); изложения результатов исследования, состоящего из 6 разделов (глава 3); обсуждения полученных результатов (глава 4); заключения; выводов и списка использованной литературы.

Работа проиллюстрирована 37 рисунками и 18 таблицами. Список литературы содержит 700 источников, из которых – 26 отечественных и 674 иностранных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ (МЕТОДИКА) Способы регистрации, отведения и усиления сверхмедленной биоэлектрической активности (СМБА). Регистрация сверхмедленных биоэлектрических процессов предъявляет особые требования к электродам (Vanhatalo et al., 2004, 2005; Tallgren et al., 2005). В последние годы появилось множество работ, в которых твердо установлен факт применимости и абсолютной адекватности металлических электродов для записи СМБА головного мозга (Илюхина, 1977, 1986, 2004; Аладжалова, 1979; Cooper, 1980; Ikeda et al., 1998; Tallgren et al., 2005). В настоящем исследовании применяли долгосрочные золотые интрацеребральные электроды, изготовленные из проволоки (98% золото), изолированные по всей длине фторопластом-2 за исключением рабочей активной поверхности площадью 0.1-0.мм2. В данной работе использован биполярный способ отведения СМБА, этот способ позволяет исследовать не только локальную динамику СМБА участков головного мозга расположенных между электродами, но и использовать ту же пару электродов для локального электрического воздействия (Илюхина, 1977, 1986, 2004). В настоящем исследовании для усиления и регистрации СМБА были использованы высокоимпедансные универсальные дифференциальные усилители тока типа УУ-(производства ЭПМ НИИЭМ РАМН, г. С.-Петербург). Усиленная усилителем СМБА с выходов усилителя подавалась на вход 12-битного аналого-цифрового преобразователя (KPCI-3101, Keithley Instruments Inc., Cleveland, Ohio, USA), который преобразовывал аналоговый сигнал в цифровую форму в режиме реального времени (частота дискретизации 1 Гц) и направлял этот сигнал в персональный компьютер при помощи специализированного программного обеспечения для визуализации, хранения, дальнейшей математической обработки и анализа.

Подготовка животных к эксперименту. Работа проведена на 90 самцах взрослых нелинейных крыс альбиносов, с массой тела 230-280 гр., содержавшихся весь экспериментальный период в стандартных условиях вивария. Все опыты проведены в строгом соответствии с принципами гуманного обращения с лабораторными животными (директива совета Европейского Союза от 24.11.1986 г., 86/609/EEC). После завершения каждого из экспериментальных исследований осуществлялся забой животных, проводилась их декапитация и осуществлялась морфологическая верификации наличия треков электродов в исследуемых структурах головного мозга в соответствии с существующими методиками (Буреш и др., 1991;

Windhorst, Johansson, 1999). Всего проведено 90 исследований.

Исследования динамики СМБА латерального коленчатого тела и первичной зрительной коры головного мозга крыс при различных уровнях освещения. В этой серии для проведения хронических экспериментов использовали 15 взрослых крыс (n=75 экспериментальных наблюдений) в условиях свободного поведения на бодрствующих животных. Каждому экспериментальному животному первоначально имплантировали (Swanson, 1998) две пары золотых интрацеребральных электродов в дорсальную область левого латерального коленчатого тела (ЛКТ) и в первичную зрительную кору (ПЗК). По прошествии суток с момента имплантации, проводили ежедневные многократные биполярные регистрации СМБА в условиях хронического эксперимента. Исследования проведены в трех различных условиях наблюдения: в темноте (уровень освещенности 0 люкс);

при постоянном освещении (уровень освещенности 2000-2500 люкс); при ритмической фотостимуляции (частота 4 Гц, минимальный уровень освещенности люкс, максимальный уровень освещенности 2500 люкс, длительность вспышки менее 4 мс), для чего использовался стандартный электроэнцефалографический фотостимулятор (модель Soneclat от электроэнцефалографа Reega-VIII Mobile, Alvar Electronic, Montreal-Paris, Canada). Указанные сенсорные воздействия предъявлялись экспериментальным животным в соответствии со случайной (рандомизированной) схемой предъявления стимулов.

Исследования динамики СМБА латерального коленчатого тела и первичной зрительной коры головного мозга крыс до и после соответствующей последовательной контактной электрической стимуляции этих образований.

В этой серии для проведения хронических экспериментов использовано взрослых крыс (n=75 экспериментальных наблюдений). Проведены многократные биполярные электрические воздействия и регистрации СМБА в условиях хронического эксперимента. Перед регистрацией СМБА первоначально животных легко наркотизировали нембуталом (7 мг/кг, внутрибрюшинно) или уретаном (0, г/кг, внутрибрюшинно). Исследования СМБА проведены в ПЗК до и после контактной электростимуляции ЛКТ, а также в ЛКТ до и после контактной электрической стимуляции ПЗК. Для контактной электростимуляции ЛКТ и ПЗК использовали электростимулятор (модель ЭСЛ-1, СССР) и следующие параметры прямоугольных монополярных электрических стимулов: амплитуда 2 В (80 мкА), частота 100 Гц, длительность одиночного импульса 0.4 мсек, продолжительность одного сеанса электростимуляции 10 секунд.

Исследования динамики СМБА медиального коленчатого тела и первичной слуховой коры головного мозга крыс при действии различных слуховых стимулов. Для этой серии использовали 15 взрослых крыс (n=экспериментальных наблюдений). Каждому экспериментальному животному первоначально имплантировали две пары золотых интрацеребральных электродов (Swanson, 1998) в вентральную область левого медиального коленчатого тела (МКТ) и в первичную слуховую кору (ПСК). По прошествии 14 суток, осуществляли многократные биполярные регистрации СМБА в условиях хронического эксперимента. В этой серии экспериментов перед регистрацией СМБА первоначально животных наркотизировали уретаном (0.7 г/кг, внутрибрюшинно). Исследования проведены в двух различных условиях наблюдения: в тишине (0 дБ) и при ритмической фоностимуляции, для чего бинаурально предъявлялись следующие стимулы – «щелчки» с интенсивностью звука 80 дБ (SPL), частота основного тона щелчка - 2000 Гц, длительность одиночного «щелчка» составляла 60 мс, частота предъявления – 8 Гц. Для чего использован стандартный электроэнцефалографический фоностимулятор и входящие в его комплект акустические системы (модель Soneclat от электроэнцефалографа Reega-VIII Mobile, Alvar Electronic, Montreal-Paris, Canada). Указанные сенсорные акустические воздействия предъявляли экспериментальным животным в соответствии со случайной (рандомизированной) схемой предъявления стимулов.

Исследования динамики СМБА медиального коленчатого тела и первичной слуховой коры головного мозга крыс до и после соответствующей последовательной контактной электрической стимуляции этих образований. В этой серии для исследования проводили на 15 взрослых крысах (n=экспериментальных наблюдений). Применяли многократные биполярные электрические воздействия и регистрации СМБА в условиях хронического эксперимента. В этой серии экспериментов перед регистрацией СМБА первоначально животных наркотизировали уретаном (0.7 г/кг, внутрибрюшинно). Регистрации сверхмедленной активности до и после контактного электрического воздействия проведены в темноте (0 люкс) и в тишине. Исследования СМБА осуществляли в ПСК до и после контактной электростимуляции МКТ, а также в МКТ до и после контактной электрической стимуляции ПСК. Для контактной электростимуляции МКТ и ПСК использовался электростимулятор и те же параметры электрических стимулов, что и в экспериментах со зрительной сенсорной системой. Методические подходы были идентичны тем, которые были обоснованы выше в экспериментах по электростимуляции системы ЛКТ-ПЗК.

Исследования динамики СМБА заднесрединного нижнего ядра таламуса и вкусовой коры головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов. В этой серии для проведения хронических экспериментов использовано 15 взрослых крыс (n=75 экспериментальных наблюдений). Каждому экспериментальному животному первоначально проводилась имплантация золотых интрацеребральных электродов (Swanson, 1998) в мелкоклеточную область левого заднесрединного нижнего ядра таламуса (ЗСНЯТ) и в область островковой вкусовой коры (ВК). По прошествии 14 суток, проводились многократные биполярные регистрации СМБА в условиях хронического эксперимента. В этой серии экспериментов перед регистрацией СМБА первоначально животные наркотизировались уретаном (0.7 г/кг, внутрибрюшинно). Исследования проведены в различных условиях наблюдения: при действии нейтрального вкусового раздражителя (дистиллированная вода); при действии раствора, имеющего горький вкус: водный раствор папаверина гидрохлорида (2% раствор); при действии раствора, имеющего соленый вкус: водный раствор хлорида натрия (0.9% раствор); при действии раствора, имеющего сладкий вкус: водный раствор глюкозы (или 10% раствор); при действии раствора, имеющего кислый вкус: водный раствор лимонной кислоты (10% раствор).

Указанные сенсорные воздействия предъявлялись экспериментальным животным в соответствии со случайной (рандомизированной) схемой предъявления стимулов.

Исследования динамики СМБА заднесрединного нижнего ядра таламуса и первичной вкусовой коры головного мозга крыс до и после соответствующей последовательной контактной электрической стимуляции этих образований. В этой серии для проведения хронических экспериментов использовали 15 взрослых крыс (n=75 экспериментальных наблюдений). Проведены многократные биполярные электрические воздействия и регистрации. В этой серии экспериментов перед регистрацией СМБА первоначально животных наркотизировали уретаном (0.7 г/кг, внутрибрюшинно). Регистрации сверхмедленной активности до и после контактного электрического воздействия осуществлены в темноте (0 люкс) и в тишине, в отсутствие действия каких-либо вкусовых стимулов. Исследования СМБА проводились в ВК до и после контактной электростимуляции ЗСНЯТ, а также в ЗСНЯТ до и после контактной электрической стимуляции ВК. Для контактной электростимуляции ЗСНЯТ и ВК использовался электростимулятор и те же параметры электрических стимулов, что и в экспериментах со зрительной и вкусовой сенсорными системами. Методические подходы были идентичны тем, которые использовались в изложенных выше экспериментах по электростимуляции системы ЛКТ-ПЗК, а также МКТ-ПСК.

Методы анализа динамики сверхмедленной биоэлектрической активности исследованных структур головного мозга. При анализе разных видов сверхмедленных процессов головного мозга в настоящей работе учитывали следующие показатели: форму, регулярность и амплитудно-временные характеристики различных видов сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП);

дополнительно учитывали знак и величину относительно устойчивой разности (градиента) потенциала милливольтового диапазона, его устойчивость в течение 35-мин исследования, пределы вариабельности этих показателей в идентичных структурах в сходных условиях наблюдения у разных животных и у одного и того же животного при повторных многократных исследованиях (Илюхина, 1977; 1986; 2004).

Анализ динамики сверхмедленных процессов структур головного мозга включал. 1. Выделение фрагментов различных диапазонов СМКП из общей записи сверхмедленных процессов продолжительностью 1024 секунды до смены различных сенсорных стимулов или до контактного электрического воздействия. 2. Выделение фрагментов различных диапазонов СМКП из общей записи сверхмедленных процессов продолжительностью 1024 секунды после смены действия различных сенсорных стимулов или после контактного электрического воздействия на различные структуры головного мозга. Длительность подобных фрагментов составляла: 256 секунд для анализа динамики СМКП секундного диапазона, 5секунд для анализа динамики СМКП многосекундного диапазона, 1024 секунды для анализа динамики СМКП минутного и многоминутного диапазонов, а также знака, величины и устойчивости устойчивого потенциала милливольтового диапазона. 3.

Осуществлен визуальный анализ формы и характера СМКП. 4. Проведен амплитудновременной анализ СМКП различных диапазонов с применением метода оценки спектральных характеристик различных диапазонов СМКП, основанном на применении алгоритма быстрого прямого половинного преобразования Фурье (при помощи программного обеспечения PSI-Plot 7.5 for Windows, Poly Software International, Inc., NY, USA). Полученные в ходе анализа различных диапазонов СМКП спектрограммы для каждой структуры в различных условиях наблюдения многократно алгебраически усреднялись индивидуально для каждого животного, соответственно, а затем проводилось усреднение спектрограмм для всей группы наблюдения в целом. 4. Исследовались корреляционные связи динамики СМБА между различными изученными структурами головного мозга в сходных условиях наблюдения. При этом вычислялся коэффициент линейной корреляции как между нативной динамикой СМКП в различных структурах, так и между спектрограммами.

5. Для анализа градиента устойчивого потенциала милливольтового диапазона у разных животных в ходе повторных исследований в однотипных условиях использовался гистограммный метод. В соответствии с методами анализа, предложенными в работах В.А. Илюхиной и соавторов (1977, 1982, 1986, 1990, 2004).

6. Статистический анализ полученных данных включал построение и аналитическую оценку средних арифметических и ошибки среднего (M±m) для спектральных графиков различных видов СМКП; корреляционный анализ на основе среднего коэффициента линейной корреляции. Статистическая значимость межгрупповых и внутригрупповых отличий оценивалась с использованием однофакторного дисперсионного анализа, проводившегося при помощи персонального компьютера и программного обеспечения (PSI-Plot 7.5 for Windows, ProStat 3.5 for Windows, Poly Software International, Inc., NY, USA). При этом отличия с р0.05 рассматривались как статистически значимые (Урбах, 1975).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Перестройки динамики сверхмедленных процессов в латеральном коленчатом теле и в первичной зрительной коре при различных уровнях освещения Анализ и обобщение результатов проведенных исследований позволили выявить, что для латерального коленчатого тела (ЛКТ) и первичной зрительной коры (ПЗК) головного мозга в различных условиях наблюдения (темнота, освещение, ритмическая фотостимуляция) характерно наличие спонтанных сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП): секундных, многосекундных и минутных волн.

Выявлены статистически значимые (табл. 1 и 2), сходные, однонаправленные характерные перестройки преимущественно секундных колебаний потенциалов как в ЛКТ, так и ПЗК в ответ на действие различных зрительных стимулов (рис. 1, а и 2, а). Наименьшие показатели спектральной мощности колебаний секундного диапазона были характерны в условиях постоянного освещения (рис. 1, а и 2, а). В условиях темноты происходило статистически значимое увеличение мощности колебаний как в ЛКТ, так и ПЗК (рис. 1, а и 2, а). Однако, наибольшая спектральная мощность для секундных колебаний потенциалов в указанных структурах головного мозга наблюдалась в условиях ритмической фотостимуляции (рис. 1, а и 2, а).

В ходе исследований были выявлены сходные и однонаправленные изменения многосекундных колебаний потенциалов в ЛКТ и ПЗК, при отсутствии статистически значимых перестроек многосекундных колебаний потенциалов в ответ на действие постоянных и неизменных стимулов (рис. 1, б и 2, б). Однако, статистически значимые (табл. 1 и 2) и притом сходные изменения многосекундных волн наблюдались в обеих изученных структурах ЦНС в ответ на ритмическую фотостимуляцию, что проявлялось в виде значительного увеличения спектральной мощности этих колебаний СМКП в доминирующем частотном диапазоне от 0,04 до 0,0167 Гц (рис. 1, б и 2, б). Изучение динамики минутных колебаний потенциалов ЛКТ и ПЗК структур головного мозга продемонстрировало отсутствие ответных реакций и значимых перестроек динамики (табл. 1 и 2) со стороны этого диапазона СМКП при изменении уровня внешней освещенности.

В результате анализа градиента потенциала милливольтового диапазона было установлено, что этот показатель не претерпевал статистически значимых изменений в различных условиях наблюдений (табл. 1 и 2). Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона составляли в ЛКТ при освещении 9,7826±2,7576 мВ, в темноте 12,4347±6,2007 мВ, при ритмической фотостимуляции 2,5217±8,7164 мВ. Тогда как в ПЗК эти значения были – при освещении (-)5,4782±3,3515 мВ, в темноте (-)12,0434±4,2354 мВ, при ритмической фотостимуляции (-)4,6521±4,3108 мВ. Анализ корреляционных связей выявил наличие средней степени выраженности взаимосвязей в динамике секундных волн в функциональной интрацеребральной системе ЛКТ-ПЗК в условиях освещения и темноты, и присутствие сильной связи в этой системе при ритмической фотостимуляции для секундных СМКП (табл. 3). Обнаружены очень сильные корреляционные связи в динамике многосекундных и минутных волн СМКП в системе ЛКТ-ПЗК во всех условиях наблюдений. Тогда как для градиента потенциала милливольтового диапазона в системе ЛКТ-ПЗК было обнаружено наличие слабых и средних по своей степени выраженности обратных корреляционных связей (табл. 3).

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 1. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных СМКП латерального коленчатого тела головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – при освещении, Ряд 2 – в темноте, Ряд 3 – при ритмической фотостимуляции). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 2. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП первичной зрительной коры головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – при освещении, Ряд 2 – в темноте, Ряд 3 – при ритмической фотостимуляции). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

Таблица 1. Степень статистической значимости отличий суммарных спектрограмм разных видов СМБА в различных условиях наблюдений в латеральном коленчатом теле.

Условия наблюдения Степень статистической значимости (пары, подвергавшиеся сравнению отличий (согласно результатам на предмет наличия отличий) однофакторного дисперсионного анализа) Значения P Значения F Секундные волны СМКП Темнота-освещение <0,00001 36,68Освещение-фотостимуляция <0,00001 204,39Темнота-фотостимуляция <0.00001 191,71Многосекундные волны СМКП Темнота-освещение 0,0268 5,07Освещение-фотостимуляция 0,0002 15,56Темнота-фотостимуляция 0,0053 8,15Минутные волны СМКП Темнота-освещение 0,7185 0,13Освещение-фотостимуляция 0,4455 0,59Темнота-фотостимуляция 0,5517 0,36Градиент потенциала милливольтового диапазона Темнота-освещение 0,6978 0,15Освещение-фотостимуляция 0,4313 0,63Темнота-фотостимуляция 0,3591 0,85 Таблица 2. Степень статистической значимости отличий суммарных спектрограмм разных видов СМБА в различных условиях наблюдений в первичной зрительной коре.

Условия наблюдения Степень статистической значимости отличий (пары, подвергавшиеся Значения P Значения F сравнению на предмет отличий) Секундные волны СМКП Темнота-освещение <0,00001 65,91Освещение-фотостимуляция <0,00001 156,65Темнота-фотостимуляция <0,00001 163,25Многосекундные волны СМКП Темнота-освещение 0,0158 6,05Освещение-фотостимуляция 0,0024 9,80Темнота-фотостимуляция >0,00001 20,77Минутные волны СМКП Темнота-освещение 0,9351 0,00Освещение-фотостимуляция 0,6600 0,19Темнота-фотостимуляция 0,7346 0,11Градиент потенциала милливольтового диапазона Темнота-освещение 0,2306 1,47Освещение-фотостимуляция 0,8804 0,02Темнота-фотостимуляция 0,2278 1,49Таблица 3. Коэффициенты линейной корреляции полученных спектрограмм различных видов СМБА в паре ЛКТ-ПЗК в различных условиях наблюдений Условия наблюдения Коэффициент линейной корреляции Секундные волны СМКП Темнота 0,6002Освещение 0,6368Фотостимуляция 0,8290Многосекундные волны СМКП Темнота 0,9914Освещение 0,9899Фотостимуляция 0,9129Минутные волны СМКП Темнота 0,9955Освещение 0,9408Фотостимуляция 0,9998Градиент потенциала милливольтового диапазона Темнота -0,4Освещение -0,509Фотостимуляция -0,304 Перестройки динамики сверхмедленных процессов в латеральном коленчатом теле до и после электростимуляции первичной зрительной коры, а также в первичной зрительной коре до и после электростимуляции латерального коленчатого тела В ответ на контактную электростимуляцию ПЗК, в ЛКТ происходило значимое увеличение спектральной мощности в частотном диапазоне 0.1-0.35 Гц (рис.

3, а). После электростимуляции ЛКТ значимые отличия в ПЗК наблюдались в полосе частот 0.1-0.25 Гц (рис. 4, а). Подобные перестройки секундных СМКП как в ЛКТ, так и ПЗК носили сходный и однонаправленный характер.

Электростимуляция ПЗК приводила в ЛКТ к значимому снижению спектральной мощности многосекундных волн с частотами 0.0167-0.05 Гц, противоположный эффект был обнаружен после электростимуляции ЛКТ в ПЗК (рис.

3, б и 4, б). Электрическое раздражение латерального коленчатого тела приводило в ПЗК к статистически значимому увеличению спектральной мощности многосекундных волн тех же частот (рис. 3, б и 4, б).

Статистически значимые перестройки минутных и многоминутных волн СМКП после соответствующей последовательной электростимуляции отсутствовали как в ЛКТ, так и в ПЗК.

Градиент потенциала милливольтового диапазона не претерпевал значимых изменений в различных условиях наблюдений (табл. 4 и 5). Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона составляли в ЛКТ до и после контактной электростимуляции ПЗК 22,6667±7,5323 мВ и 19,0952±9,4699 мВ, соответственно. Средние арифметические значения ± ошибка среднего для градиента потенциала милливольтового диапазона составляли в ПЗК до и после контактной электростимуляции ЛКТ 18,2352±6,9601 мВ и 25,8636±5,6615 мВ, соответственно.

Таблица 4. Степень статистической значимости отличий суммарных спектрограмм разных видов СМБА в латеральном коленчатом теле до и после контактной электростимуляции первичной зрительной коры.

Условия наблюдения Степень статистической значимости (пары, подвергавшиеся сравнению на Значения P Значения F предмет наличия и значимости отличий) Секундные волны СМКП До электростимуляции ПЗК-после <0,00001 52,9электростимуляции ПЗК Многосекундные волны СМКП До электростимуляции ПЗК-после 0,011 6,74электростимуляции ПЗК Минутные волны СМКП До электростимуляции ПЗК-после 0,3195 1,02электростимуляции ПЗК Градиент потенциала милливольтового диапазона До электростимуляции ПЗК-после 0,7689 0,08электростимуляции ПЗК a. Секундные волны б. Многосекундные волны Рис. 3. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП латерального коленчатого тела головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции ПЗК, Ряд 2 – после электростимуляции ПЗК). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц. Вертикальные линии – границы частотных под-диапазонов.

Стрелка вверх – увеличение спектральной мощности, горизонтальная линия – отсутствие изменений спектральной мощности, звездочка – отличия статистически значимы.

a. Секундные волны б. Многосекундные волны Рис. 4. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП первичной зрительной коры головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции латерального коленчатого тела, Ряд 2 – после электростимуляции латерального коленчатого тела). Обозначения те же, что и на Рис. 3.

Таблица 5. Степень статистической значимости отличий суммарных спектрограмм разных видов СМБА в первичной зрительной коре до и после контактной электростимуляции латерального коленчатого тела.

Условия наблюдения Степень статистической значимости (пары, подвергавшиеся сравнению на предмет наличия и значимости Значения P Значения F отличий) Секундные волны СМКП До электростимуляции ЛКТ-после 0,0001 15,60электростимуляции ЛКТ Многосекундные волны СМКП До электростимуляции ЛКТ-после 0,0009 11,71электростимуляции ЛКТ Минутные волны СМКП До электростимуляции ЛКТ-после 0,4858 0,49электростимуляции ЛКТ Градиент потенциала милливольтового диапазона До электростимуляции ЛКТ-после 0,9201 0,01электростимуляции ЛКТ Перестройки динамики сверхмедленных процессов в медиальном коленчатом теле и в первичной слуховой коре при действии различных слуховых стимулов Анализ и обобщение результатов проведенных исследований выявили, что для медиального коленчатого тела (МКТ) и первичной слуховой коры (ПСК) в различных условиях наблюдения было характерно наличие спонтанных сверхмедленных колебаний потенциалов различных частотных диапазонов.

Выявлены сходные по своей направленности сдвиги секундных СМКП как в МКТ, так и в ПСК в ответ на ритмическую фоностимуляцию (по сравнению с условиями тишины), что проявлялось в статистически значимом нарастании спектральной мощности колебаний секундного диапазона в обеих изученных структурах головного мозга при воздействии акустической стимуляции (рис. 4, а и 5, а). В МКТ в условиях ритмической фоностимуляции (по сравнению с условиями тишины) происходило значимое увеличение спектральной мощности в частотном диапазоне 0.1-0.25 Гц, 0,3-0,35 и 0,4-0,5 Гц (рис 4, а и табл. 6); в ПСК в тех же условиях отличия наблюдались в полосе частот 0.1-0.35 Гц и 0,4-0,45 Гц (рис. 5, а и табл. 8).

При этом статистически значимые перестройки (табл. 6 и 8) динамики многосекундных и минутных волн в ответ на ритмическую фоностимуляцию отсутствовали как в МКТ, так и в ПСК.

В результате анализа значений и знака градиента потенциала милливольтового диапазона было установлено, что этот показатель не претерпевал статистически значимых изменений как МКТ, так и в ПСК. Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона составляли в МКТ в условиях тишины (-) 18,0689±4,5247 мВ, при ритмической фоностимуляции (-)20,7241±4,6754 мВ. В ПСК в тишине (-)38,2069±5,9945 мВ, а в условиях ритмической фоностимуляции (-)42,3793±6,1840 мВ.

Анализ корреляционных связей в системе МКТ-ПСК (табл. 7) выявил наличие слабой корреляции в динамике секундных, а также градиента потенциала милливольтового диапазона во всех условиях наблюдений. В то же самое время были обнаружены корреляционные связи средней степени выраженности в динамике многосекундных и минутных волн СМКП в функциональной интрацеребральной системе МКТ-ПСК во всех условиях наблюдений (т.е. в тишине и при ритмической фоностимуляции), при этом отличия друг от друга указанных коэффициентов линейной корреляции в различных условиях наблюдения (в тишине и при ритмической фоностимуляции) были статистически значимыми.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 5. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП медиального коленчатого тела головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – в условиях тишины, Ряд 2 – во время ритмической фоностимуляции). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц. На (а): вертикальные линии – границы частотных под-диапазонов; стрелка вверх – увеличение спектральной мощности, горизонтальная линия – отсутствие изменений спектральной мощности, звездочка – отличия статистически значимы.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 6. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП первичной слуховой коры головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – в условиях тишины, Ряд 2 – во время ритмической фоностимуляции). Обозначения те же, что и на Рис. 5.

Таблица 6. Спектральные мощности (как сумма площади нормализованных усредненных спектрограмм) и степень статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений в медиальном коленчатом теле.

Частотный Тишина Ритмическая Уровень статистической диапазон СМКП, Гц фоностимулиция значимости отличий (Р) Многосекундные волны СМКП 0,0167-0,1 58,67 169,722 0,15Минутные волны СМКП 0,001-0,0167 64,965 72,428 0,99Таблица 7. Коэффициенты линейной корреляции динамики различных видов СМБА в паре МКТ-ПСК в различных условиях наблюдений.

Условия наблюдения Коэффициент линейной корреляции Секундные волны СМКП Тишина 0,19±0,Ритмическая фоностимуляция 0,18±0,Многосекундные и минутные волны СМКП Тишина 0,51±0,Ритмическая фоностимуляция 0,69±0,Градиент потенциала милливольтового диапазона Тишина -0,19±0,0Ритмическая фоностимуляция 0,033±0,00Таблица 8. Спектральные мощности (как сумма площади нормализованных усредненных спектрограмм) и степень статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений в первичной слуховой коре Частотный Тишина Ритмическая Уровень диапазон фоностимулиция статистической СМКП, Гц значимости отличий (величина Р) Многосекундные волны СМКП 0,0167-0,1 34,403 57,358 0,34Минутные волны СМКП 0,001-0,0167 23,078 81,383 0,56Перестройки динамики сверхмедленных процессов в медиальном коленчатом теле до и после контактной электрической стимуляции первичной слуховой коры, а также в первичной слуховой коре до и после электрической стимуляции медиального коленчатого тела Установлено, что сходные по своей направленности сдвиги секундных СМКП наблюдались как в МКТ после электростимуляции ПСК, так и в ПСК в ответ на электростимуляцию МКТ, что проявлялось в статистически значимом нарастании спектральной мощности колебаний секундного диапазона в обеих изученных структурах головного мозга после электростимуляции (рис. 7, а и 8, а). В МКТ после контактной электростимуляции ПСК происходило статистически значимое тотальное увеличение спектральной мощности во всем частотном диапазоне 0,1-0,5 Гц (рис 7, а и табл. 9). В ПСК после электростимуляции МКТ существенные и притом статистически значимые отличия наблюдались в полосах частот 0,1-0,25 Гц, 0,35-0,Гц и 0,45-0,5 Гц (рис. 8, а и табл. 10).

При этом установлено отсутствие статистически значимых перестроек динамики многосекундных и минутных волн как МКТ в ответ на электростимуляцию ПСК, так и в ПСК в ответ на электростимуляцию МКТ (рис. 7, б и 8, б).

В результате анализа перестроек величин (значений) и знака (положительные или отрицательные показатели) градиента потенциала милливольтового диапазона было установлено, что этот показатель не претерпевал статистически значимых изменений как в МКТ до и после электростимуляции ПСК, так и в ПСК до и после электростимуляции МКТ. Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона в МКТ до и после электростимуляции ПСК составляли (-)18,5±1,6749 мВ и (-)18,9±2,9304 мВ, соответственно. Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона в ПСК до и после электростимуляции МКТ составляли соответственно (-)27,0588±5,8639 мВ и (-)18,9411±6,0064 мВ.

Таблица 9. Спектральные мощности (как сумма площади нормализованных усредненных спектрограмм) и степени статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений в медиальном коленчатом теле.

Частотный Активность до Активность Уровень диапазон СМКП, Гц электростимуля- после статистической ции электрости- значимости отличий муляции (величина Р) Секундные волны СМКП 0.1-0.5 297,784 667,726 <0,000Многосекундные волны СМКП 0.0167-0.1 1,283 3,3080 0,1Минутные волны СМКП 0.001-0.0167 6,958 2,311 0,6(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 7. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП медиального коленчатого тела головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции первичной слуховой коры, Ряд 2 – после электростимуляции первичной слуховой коры). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – нормализованные значения абсолютной спектральной мощности, мВ/Гц. На (а): вертикальные линии – границы частотных под-диапазонов; стрелка вверх – увеличение спектральной мощности, горизонтальная линия – отсутствие изменений спектральной мощности, звездочка – отличия статистически значимы.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны Рис. 8. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП первичной слуховой коры головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции медиального коленчатого тела, Ряд 2 – после электростимуляции медиального коленчатого тела). Обозначения те же, что и на Рис. 7.

Таблица 10. Спектральные мощности (как сумма площади нормализованных усредненных спектрограмм) и степени статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений в первичной слуховой коре.

Частотный Активность до Активность после Уровень диапазон электростимуляции электростимуляции статистической СМКП, Гц значимости отличий (величина Р) Секундные волны СМКП 0.1-0.5 109.049 171.846 0.0Многосекундные волны СМКП 0.0167-0.1 35.118 39.979 0.5Минутные волны СМКП 0.001-0.0167 2.670 2.266 0.9Перестройки динамики сверхмедленных процессов в заднесрединном нижнем ядре таламуса и вкусовой коре при действии различных вкусовых стимулов Анализ и обобщение результатов проведенных исследований выявили, что для заднесрединного нижнего ядра таламуса (ЗСНЯТ) и вкусовой коры (ВК) в различных условиях наблюдения было характерно наличие спонтанных сверхмедленных колебаний потенциалов различных частотных диапазонов.

Статистически значимые перестройки динамики СМКП как в ЗСНЯТ, так и в ВК в ответ на действие различных вкусовых раздражителей, были обнаружены для секундных СМКП в полосе частот 0.1-0.45 Гц (рис. 9 и 10). Важным представляется тот факт, что подобные перестройки в подавляющем числе в обеих исследованных структурах были стимул-зависимыми (табл. 11 и 12), т.е. применение различных вкусовых раздражителей приводило в обеих структурах головного мозга к возникновению характерных спектральных динамических перестроек секундного диапазона СМКП, которые статистически значимо отличались друг от друга (табл. 9 и 10). Действие различных вкусовых стимулов приводило не только к изменению спектральной мощности СМКП, но и к частотным перестройкам секундных волн в этих структурах.

Сходная (но не тождественная) тенденция зависимости спектральных характеристик СМКП от типа вкусового стимула наблюдалась в ЗСНЯТ и ВК в диапазоне многосекундных колебаний потенциалов. В отличие от секундных волн, подобные перестройки сопровождались лишь изменениями мощности (амплитуды) при отсутствии каких-либо существенных частотных преобразований многосекундных волн. В отличие от перестроек секундных волн, перестройки спектрограмм многосекундных СМКП в обеих изученных структурах носили зачастую статистически незначимый и в целом значительно менее выраженный стимул-зависимый характер (рис. 11, 12, табл. 11 и 12). Аналогичное явление наблюдалось и в диапазоне минутных волн с той разницей как в ВК, так и ЗСНЯТ (табл. 11 и 12).

Дополнительная оценка коэффициента линейной корреляции нативной динамики различных диапазонов СМКП показала лишь слабые положительные корреляционные взаимодействия в секундном диапазоне частот в функциональной интрацеребральной системе ЗСНЯТ-ВК при действии различных вкусовых раздражителей. При этом не было обнаружено статистически значимых изменений (показатель p варьировал для разных условий от 0.60 до 0.98) коэффициента корреляции при действии различных вкусовых стимулов, включая действие нейтрального стимула – дистиллированной воды: во всех исследованиях коэффициент линейной корреляции секундных СМКП в паре ЗСНЯТ-ВК был менее 0.3, составляя в среднем безотносительно к характеру вкусового стимула величину r равную 0.24±0.0054. Сходная тенденция была выявлена и при анализе коэффициента линейной корреляции в полосе частот менее 0.1 Гц. При действии различных вкусовых стимулов, статистически значимые изменения коэффициента линейной корреляции отсутствовали. Отличительной особенностью более медленных диапазонов сверхмедленной активности в системе ЗСНЯТ-ВК были более высокие значения степени взаимосвязи этих видов СМКП, которые можно оценить как положительную корреляцию средней силы (во всех исследования 0.4

Градиент потенциала милливольтового диапазона не претерпевал статистически значимых изменений как ЗСНЯТ, так и ВК при действии различных вкусовых стимулов. В ЗСНЯТ равновероятно обнаруживались как отрицательные, так и положительные или нулевые значения этого показателя вне зависимости от типа вкусовых раздражителей, действовавших на животное. В ВК было обнаружено аналогичное явление равновероятной встречаемости отрицательных и\или нулевых, положительных значений градиента потенциала милливольтового диапазона.

Установлено доминирование в подавляющем большинстве исследований низких (от до 20 мВ) абсолютных значений этого показателя в ЗСНЯТ в различных условиях наблюдений, тогда как в ВК в тех же условиях наблюдения доминировали низкие значения (от 0 до 30 мВ). Анализ корреляционных связей градиента потенциала милливольтового диапазона в парах ЗСНЯТ-ВК показал наличие средних и сильных взаимодействий между этими образованиями, но статистических значимых отличий этих показателей при действии различных вкусовых стимулов выявлено не было.

(а) (б) 0,000025 0,00000,00002 0,0000,000015 0,00000,00001 0,0000,000005 0,00000 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,Ряд1 Ряд2 Ряд3 Ряд1 Ряд4 РядРис. 9. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных СМКП вкусовой коры головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов: на (а) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), сладким (Ряд 2) и горьким вкусовыми свойствами (Ряд 3); на (б) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), кислым (Ряд 4) и соленым (Ряд 5) вкусовыми свойствами. По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

(а) (б) 0,000035 0,00000,0000,0000,00000,00000,0000,00000,0000,0000,00000,00000 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,Ряд1 Ряд2 Ряд3 Ряд1 Ряд4 РядРис. 10. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных СМКП заднесрединного нижнего ядра таламуса головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов: на (а) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), сладким (Ряд 2) и горьким вкусовыми свойствами (Ряд 3); на (б) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), кислым (Ряд 4) и соленым (Ряд 5) вкусовыми свойствами. По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

(а) (б) 0,002 0,00,0018 0,000,0016 0,000,0014 0,000,0012 0,000,001 0,00,0008 0,000,0006 0,000,0004 0,000,0002 0,000 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,10 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,Ряд1 Ряд2 Ряд3 Ряд1 Ряд4 РядРис. 11. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) многосекундных СМКП вкусовой коры головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов: на (а) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), сладким (Ряд 2) и горьким вкусовыми свойствами (Ряд 3); на (б) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), кислым (Ряд 4) и соленым (Ряд 5) вкусовыми свойствами. По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

(а) (б) 0,0016 0,00,000,000,00,000,000,00,00,0008 0,000,00,000,000,000,00,000,000 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,10 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,Ряд1 Ряд2 Ряд3 Ряд1 Ряд4 РядРис. 12. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) многосекундных СМКП заднесрединного нижнего ядра таламуса головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов: на (а) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), сладким (Ряд 2) и горьким вкусовыми свойствами (Ряд 3); на (б) – при действии растворов с нейтральным (Ряд 1), кислым (Ряд 4) и соленым (Ряд 5) вкусовыми свойствами. По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – абсолютная спектральная мощность, мВ/Гц.

Таблица 11. Степени статистической значимости отличий (значения величины P и F) суммарных спектрограмм различных диапазонов СМКП по данным однофакторного дисперсионного анализа во вкусовой коре при действии различных вкусовых стимулов Разновидность Глюкоза Папаверина Лимонная Натрия хлорид вкусового гидрохлорид кислота стимула Секундные волны СМКП Дистиллиро- P<0.00001 P<0.00001 P<0.00001 P<0.000ванная вода (F=186.712) (F=112.6174) (F=64.1613) (F=503.7444) Глюкоза - P<0.00001 P=0.0002 P<0.000(F=21.2620) (F=14.0388) (F=75.0719) Папаверина P<0.00001 - P=0.3244 P<0.000гидрохлорид (F=21.2620) (F=0.9758) (F=258.1083) Лимонная P=0.0002 P=0.3244 - P<0.000кислота (F=14.0388) (F=0.9758) (F=78.8622) Многосекундные волны СМКП Дистиллиро- P=0.0006 P=0.1055 P=0.0119 P=0.57ванная вода (F=12.6392) (F=2.6744) (F=6.6048) (F=0.3099) Глюкоза - P=0.0021 P=0.0566 P=0.00(F=10.08) (F=3.7331) (F=13.3534) Папаверина P=0.0021 - P=0.1647 P=0.22гидрохлорид (F=10.08) (F=1.9635) (F=1.4946) Лимонная P=0.0566 P=0.1647 - P=0.кислота (F=3.7331) (F=1.9635) (F=5.6188) Минутные волны СМКП Дистиллиро- P=0.7269 P=0.6870 P=0.6924 P=0.62ванная вода (F=0.1241) (F=0.1654) (F=0.1593) (F=0.2422) Глюкоза - P=0.9156 P=0.4886 P=0.44(F=0.0114) (F=0.4910) (F=0.6018) Папаверина P=0.9156 - P=0.4684 P=0.42гидрохлорид (F=0.0114) (F=0.5384) (F=0.6495) Лимонная P=0.4886 P=0.4684 - P=0.91кислота (F=0.4910) (F=0.5384) (F=0.0106) Таблица 12. Степени статистической значимости отличий (значения величины P и F) суммарных спектрограмм различных диапазонов СМКП по данным однофакторного дисперсионного анализа в заднесрединном нижнем ядре таламуса при действии различных вкусовых стимулов Разновидность Глюкоза Папаверина Лимонная Натрия вкусового стимула гидрохлорид кислота хлорид Секундные волны СМКП Дистиллированная P<0.00001 P<0.00001 P<0.0001 P<0.000вода (F=274.1944) (F=52.811) (F=16.4834) (F=41.5474) Глюкоза - P<0.00001 P<0.00001 P<0.000(F=217.7807) (F=74.0799) (F=29.2887) Папаверина P<0.00001 - P<0.00001 P<0.000гидрохлорид (F=217.7807) (F=81.9164) (F=107.9908) Лимонная кислота P<0.00001 P<0.00001 - P=0.02(F=74.0799) (F=81.9164) (F=5.1226) Многосекундные волны СМКП Дистиллированная P=0.3595 P=0.4540 P=0.0002 P=0.2вода (F=0.8485) (F=0.5658) (F=15.23) (F=5.1827) Глюкоза - P=0.1004 P=0.0001 P=0.00(F=2.7575) (F=17.7819) (F=8.4167) Папаверина P=0.1004 - P=0.0005 P=0.08гидрохлорид (F=2.7575) (F=13.0026) (F=2.9494) Лимонная кислота P=0.0001 P=0.0005 - P=0.01(F=17.7819) (F=13.0026) (F=6.2772) Минутные волны СМКП Дистиллированная P=0.01 P=0.0202 P=0.0691 P=0.11вода (F=7.99) (F=5.97) (F=3.5377) (F=2.6841) Глюкоза - P=0.3673 P=0.1352 P=0.16(F=0.8361) (F=2.3483) (F=1.9778) Папаверина P=0.3673 - P=0.3608 P=0.33гидрохлорид (F=0.8361) (F=0.8595) (F=0.9396) Лимонная кислота P=0.1352 P=0.3608 - P=0.83(F=2.3483) (F=0.8595) (F=0.0441) Перестройки динамики сверхмедленных процессов в заднесрединном нижнем ядре таламуса до и после контактной электрической стимуляции вкусовой коры, а также во вкусовой коре до и после контактной электростимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса.

В ЗСНЯТ после контактной электростимуляции ПСК происходило статистически значимое тотальное снижение спектральной мощности во всем частотном диапазоне 0,1-0,5 Гц (рис 13, а; табл. 13). В ВК после контактной электростимуляции ЗСНЯТ происходило статистически значимое увеличение спектральной мощности только в диапазоне частот от 0,35 до 0,45 Гц (рис. 14, а; табл.

14).

Выявлены идентичные однонаправленные и статистически значимые перестройки динамики многосекундных СМКП в ВК после электростимуляции ЗСНЯТ и в ЗСНЯТ после электростимуляции ВК в виде статистически значимого и значительного снижения спектральной мощности многосекундных колебаний после электростимуляции (рис. 13, б; 14, б; табл. 13 и 14).

Анализ динамических изменений минутных волн как ЗСНЯТ в ответ на электростимуляцию ВК, так и в ВК в ответ на электростимуляцию ЗСНЯТ позволил сделать вывод об отсутствии статистически значимых перестроек этого частотного диапазона СМКП в обеих исследованных структурах головного мозга в ответ на соответствующую контактную электростимуляцию либо подкорковых (таламических), либо корковых представительств вкусовой сенсорной системы головного мозга.

В результате анализа значений и знака градиента потенциала милливольтового диапазона было установлено, что этот показатель не претерпевал статистически значимых изменений как в ЗСНЯТ до и после электростимуляции ВК, так и в ВК до и после электростимуляции ЗСНЯТ. Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона в ЗСНЯТ до и после электростимуляции ВК составляли (-)18,5±1,6749 мВ и (-)18,9±2,9304 мВ, соответственно. Средние арифметические значения ± ошибка среднего градиента потенциала милливольтового диапазона составляли в ВК до и после электростимуляции ЗСНЯТ соответственно (-)27,0588±5,8639 мВ и (-)18,9411±6,00мВ.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны 0,000025 0,00,000,00002 0,000,000,000015 0,000,00,00001 0,000,000,000005 0,000,000 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,Ряд1 Ряд2 Ряд1 РядРис. 13. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП вкусовой коры головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса, Ряд 2 – после электростимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – значения абсолютной спектральной мощности, мВ/Гц.

(а) Секундные волны (б) Многосекундные волны 0,000,00000,00,0000,00000,000,0000,000015 0,00,0000,000,00000 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,Ряд1 Ряд2 Ряд1 РядРис. 14. Алгебраически усредненные спектрограммы (по результатам n = экспериментов в каждой кривой на каждом графике) секундных (а) и многосекундных (б) СМКП заднесрединного нижнего ядра таламуса головного мозга крыс в разных условиях наблюдения (Ряд 1 – до электростимуляции вкусовой коры, Ряд 2 – после электростимуляции вкусовой коры). По оси абсцисс – частота, Гц; по оси ординат – значения абсолютной спектральной мощности, мВ/Гц.

Таблица 13. Спектральные мощности (как сумма площади абсолютной спектральной мощности усредненных спектрограмм) и степени статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений (до и после электростимуляции вкусовой коры) в заднесрединном нижнем ядре таламуса Частотный Активность до Активность после Уровень диапазон электростимуляции электростимуляции статистической СМКП, Гц значимости отличий (Р) Секундные волны СМКП 0.1-0.5 0.00000001656 0.00000000658 P<0.000Многосекундные волны СМКП 0.0167-0.1 0.00003517746 0.00000167428 P<0.000Минутные волны СМКП 0.001-0.0167 0.4142961 0.035506629 P=0.25Таблица 14. Спектральные мощности (как сумма площади абсолютной спектральной мощности усредненных спектрограмм) и степени статистической значимости отличий различных суммарных спектрограмм разных диапазонов СМКП в различных условиях наблюдений (до и после электростимуляции заднесрединного нижнего ядра таламуса) во вкусовой коре Частотный Активность до Активность после Уровень диапазон СМКП, электростимуляции электростимуляции статистической Гц значимости отличий (Р) Секундные волны СМКП 0.1-0.5 0.00000000649 0.00000000937 P=0.0Многосекундные волны СМКП 0.0167-0.1 0.00001843869 0.0000015143 P<0.000Минутные волны СМКП 0.001-0.0167 0.20828207 0.021963582 P=0.2Обсуждение полученных результатов исследования Приведенные в данной работе результаты доказывают непосредственное участие динамических перестроек сверхмедленной биоэлектрической активности (СМБА) в процессах переработки и анализа сенсорной информации на уровне высших таламических и корковых представительств сенсорных систем, что сопоставимо с данными о наличии у нейронов различных отделов ЦНС очень медленных флюктуирующих компонентов в их быстрой активности (также известных как 1/f флюктуации), с продолжительностью от нескольких секунд до нескольких десятков минут (Lewis et al., 2001; Takahashi et al., 2004; Gebber et al., 2006). В частности, подобные компоненты выявлены у нейронов зрительной, слуховой и обонятельной сенсорных систем головного мозга (Garcia-Lazaro et al., 2006; Ogawa, 1998; Teich et al., 1997). Многие физиологические процессы в нервной системе могут иметь подобный сверхмедленный флюктуирующий характер (Bullock et al., 1995; Lowen et al., 1997;

Diba et al., 2004; Anderson et al., 2006): активность культивируемых нейронов, активность ионных каналов, процессы экзоцитоза нейромедиаторов, BOLD сигнал, а также флюктуации когерентности различных ритмов ЭЭГ c периодом от 5 до секунд. Предполагают, что подобные сверхмедленные флюктуирующие компоненты активности нейронов, с одной стороны, предотвращают возникновение стационарных состояний в ЦНС, способствуя динамическому поведению элементов и повышая тем самым уровень ее реактивности на действующие стимулы. Присутствие сверхмедленных компонентов может обусловливать возникновение кооперативных эффектов взаимодействия между нейронами как элементарными компонентами подобной системы (Bullock et al., 1995; Fadel et al., 2004; Lewis et al., 2001; Хакен, 2001). Существуют немногочисленные работы, описывающие способность нейронов различных отделов разных сенсорных систем к крайне медленным флюктуациям (с частотами 0.3 Гц и менее) на клеточном уровне (Albrecht et al., 1998; Steriade et al., 1993; Lewandowski et al., 2004; He, 2003; Leopold et al., 2003). Что позволило, некоторым авторам высказать предположение о циклических колебаниях (в диапазоне секунд) функционального состояния соответствующих структур ЦНС и сенсорных представительств при переработке информации на клеточном уровне, когда высокий уровень активности нейронов (“up-state”) сменяется низким (“down-state”) и они постоянно чередуются (Steriade et al., 1993).

Присутствие различных диапазонов сверхмедленной активности в высших таламокортикальных представительствах сенсорных систем головного мозга может быть объяснено процессами суммации и интеграции низкочастотных компонентов нейронной активности на уровне больших популяций нейронов. В этой связи, обращает на себя внимание универсальность перестроек некоторых диапазонов сверхмедленных колебаний потенциалов (СМКП) в различных сенсорных системах при действии соответственно различных по своей модальности адекватных физиологических стимулов. Мы предполагаем, что подобная универсальность свидетельствует о присутствии общего механизма, обеспечивающего функциональную активность на уровне сходных по своему расположению этажей различных сенсорных систем головного мозга. Полученные нами данные о стимулзависимых статистически значимых перестройках секундных СМКП во всех изученных таламокортикальных представительствах сенсорных систем позволяют сделать вывод о тесной сопряженности перестроек динамики СМКП в этих структурах с нейрофизиологическими механизмами переработки сенсорной информации. Одним из подобных механизмов может быть динамическая регуляция характеристик рецептивных полей нейронов зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем, развертывающаяся на уровне высших таламокортикальных их представительств, подобные процессы могут занимать более продолжительный период времени (в диапазоне секунд), что вполне сопоставимо с периодом секундных колебаний, а с другой стороны они должны быть зависимыми от характеристик действующих стимулов. Тот факт, что в этой работе было обнаружено универсальное для всех изученных сенсорных систем явление модуляции таламическими представительствами динамики секундных СМКП в первичных корковых представительствах сенсорных систем, а также феномен модуляции волн того же диапазона корковыми отделами в соответствующих таламических представительствах, позволяют предположить вовлеченность секундных ритмов СМКП в процессы двусторонних таламокортикальных и кортикоталамических взаимодействий на уровне различных сенсорных систем. С учетом существующих в литературе данных о универсальности таламо-кортико-таламических взаимодействий при переработке сенсорной информации, оправданным выглядит предположение о том, что секундные волны СМКП вовлечены в двусторонние взаимодействия сенсорных ядер таламуса и сенсорных первичных корковых представительств в ходе перекрестной динамической настройки и подстройки характеристик рецептивных полей нейронов этих структур.

Вместе с тем, следует признать, что перестройки динамики секундных волн не являются единственными электрофизиологическими коррелятами центральных процессов переработки сенсорной информации. Многосекундные волны также (хотя и мене специфическим образом) вовлечены в подобные процессы. Учитывая представления о том, что СМКП с периодом более 10 секунд отражают циклические колебания (флюктуации) общего уровня возбудимости нейронов различных отделов головного мозга, следует констатировать потенциальную возможность их участия в поддержании и регуляции функциональных состояний подкорковых и корковых представительств сенсорных систем. Во-первых, на уровень возбудимости таламокортикальных нейронов оказывают модулирующие влияния различные нейромедиаторные центры; во-вторых, это могут быть структуры лимбической системы; в-третьих, на уровне таламо-кортико-таламических петель это может самостоятельная настройка уровня возбудимости нейронов в системах ЛКТПЗК, МКТПСК и ЗСНЯТВК. Правомерной выглядит предположение о том, что направленная модуляция общего уровня возбудимости нейронов высших представительств сенсорных систем, может лежать в основе процессов сенсорного внимания (зрительного, слухового и вкусового), тогда как периодические флюктуации в многосекундном диапазоне могут объяснять соответствующие по своим временным характеристикам спонтанные колебания уровня чувствительности (порога различения и порога ощущения), представленные в ряде исследований для различных сенсорных систем и их центральных представительств, в частности. Наконец, поскольку в ряде работ было показано, что на уровне различных центральных отделов разных сенсорных систем существует явление кратковременной синаптической пластичности динамического характера с сопоставимыми многосекундным СМКП временными параметрами, следует признать потенциальную возможность их связи и с этими процессами. Все это позволяет рассматривать предлагаемую роль многосекундных СМКП как различные стороны одного единого процесса регуляции (модуляции) специфического и/или неспецифического по отношению к данной сенсорной модальности уровня общей возбудимости нейронов в системах ЛКТПЗК, МКТПСК и ЗСНЯТВК, соответственно. Косвенным доказательством этого предположения является установленный нами средний и высокий уровень корреляции многосекундных СМКП в таламических и корковых отделах соответственно зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем, что может доказывать как их взаимозависимость в подкорково-корковых представительствах, так и факт их обусловленности на разных этажах сенсорных систем влияниями структур, проецирующихся в таламические и корковые сенсорные представительства одновременно. В этой связи, правомерным выглядит вывод о возможной значимости подобных процессов для неспецифической синхронизации функциональных состояний сенсорных ядер таламуса и их корковых мишеней для дальнейшего развертывания на этом фоне специфических процессов переработки сенсорной информации.

Таким образом, на основании полученных в этой работе данных, их анализа и сопоставления с уже существующими литературными источниками может быть предложена и экспериментально обоснована принципиально новая совокупность теоретических положений (концепция) об участии сверхмедленной биоэлектрической активности головного мозга в механизмах переработки/анализа информации в таламокортикальных отделах зрительной, слуховой, вкусовой (а возможно и других) сенсорных систем головного мозга. В соответствии с этой концепцией сверхмедленная активность головного мозга непосредственным образом вовлечена как в специфические, так и в неспецифические нейрофизиологические механизмы анализа/переработки мозгом сенсорной информации различных модальностей.

Специфические механизмы переработки/анализа опосредованы, очевидно, через динамические перестройки секундных колебаний потенциалов в таламокортикальных отделах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем. При этом посредством секундных волн также осуществляются двусторонние (перекрестные) таламокортикальные и кортико-таламические взаимодействия. Предполагается, что секундные волны и их характерные спектральные паттерны могут принимать участие в кодировании сенсорной информации при ее передаче и рециркуляции в таламокортико-таламических петлях различных сенсорных систем, либо имеют непосредственное отношение к динамическим процессам регуляции рецептивных свойств нейронов в таламо-кортико-таламических звеньях зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга (пространственно-временных зрительных, амплитудно-частотных аккустических, широты и «остроты» вкусовых настроек, соответственно). При этом многосекундные колебания, вероятно, связаны с флюктуациями уровня возбудимости, т.е. специфической/неспецифической активации подкорковых и корковых представительств сенсорных систем вследствие локальных процессов первичной предварительной настройки возбудимости на уровне таламических и корковых представительств, либо вследствие влияний других структур мозга (например, стволовых или базальных ядер) или с процессами согласованной динамической настройки степени их синаптической пластичности посредством нейрогуморальных механизмов. Минутные колебания потенциалов имеют отношение к согласованной (сопряженной) метаболической активности в системах ЛКТПЗК, МКТПСК и ЗСНЯТВК отражая процессы энергетического метаболизма (соотношение уровня дыхания и фосфорилирования), которые остаются неизменными при действии различных адекватных физиологических стимулов, а также не претерпевают перестроек в таламических представительствах до и после кратковременной электрической микростимуляции корковых отделов и в корковых представительствах до и после кратковременной электростимуляции таламических отделов сенсорных систем. Наконец, в соответствии с предложенной концепцией уровень градиента потенциала милливольтового диапазона отражает обменные процессы на уровне гемато-энцефалического, ликворо-энцефалического и ликворогематического барьеров, будучи тесно связан с рН и концентрацией СО2 в указанных структурах головного мозга. В соответствии с этой концепцией последовательность возникновения функциональной интрацеребральной таламо-кортико-таламической системы (в ходе прямых и возвратных, т.е. двусторонних таламо-кортикоталамических взаимодействий) по переработке сенсорной информации должна иметь следующую последовательность: (1) настройка и синхронизация уровня метаболической активности (сосудисто-циркуляторных процессов обменного обеспечения и уровня энергетического метаболизма), определяемая и отражающаяся уровнем градиента потенциалов милливольтового диапазона, а также динамикой минутных СМКП, соответственно (2) настройка и синхронизация уровня возбудимости (как следствие этого функционального состояния таламических структур и их корковых мишеней) и синаптической пластичности, определяемая и отражающаяся динамикой многосекундных волн (3) динамическая настройка и поддержание согласованности характеристик рецептивных полей нейронов, определяемая и отражающаяся динамикой секундных волн (4) возникновение процессов быстрых взаимодействий по кодированию и анализу сенсорной информации, определяемая и отражающаяся динамикой быстрых ритмов ЭЭГ (например, гамма-активностью) и ИАН. Важно подчеркнуть, что на первых трех этапах огромную значимость имеет сверхмедленная активность головного мозга, тогда как конечные процессы, несомненно, предопределяются быстрыми процессами.

В этой связи предполагаемая концепция ни в коем случае не опровергает твердо установленные механизмы переработки и анализа сенсорной информации в структурах головного мозга с участием быстрых форм активности и не является альтернативной трактовкой уже имеющихся данных. Тем не менее, следует подчеркнуть, что без понимания указанных начальных и промежуточных этапов переработки сенсорной информации анализ конечных этапов, механизмов и процессов, происходящих в сенсорных системах ЦНС, был бы невозможным.

ВЫВОДЫ 1. В таламокортикальных представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга выявлена эндогенная ритмическая активность в виде постоянного присутствия в этих структурах сложноорганизованной динамики сверхмедленной активности различных частотных диапазонов: регулярных синусоидальных секунд волн, относительно регулярных синусоидальных многосекундных волн и одиночных нерегулярных синусоидальных минутных колебаний на фоне низких и средних значений градиента постоянного потенциала милливольтового диапазона.

2. Доказано участие сверхмедленной биоэлектрической активности в процессах переработки зрительной информации в виде статистически значимого, однонаправленного и взаимосвязанного нарастания спектральной мощности секундных волн в ответ на действие света, темноты и ритмической фотостимуляции в таламокортикальных отделах зрительной сенсорной системы головного мозга. В то время как в тех же условиях в этих структурах идентичное, однонаправленное и существенно взаимосвязанное увеличение спектральной мощности многосекундных волн наблюдалось только в ответ на ритмическую фотостимуляцию, при отсутствии статистически значимых изменений динамики минутных волн и градиента потенциала милливольтового диапазона.

3. Продемонстрировано участие сверхмедленной биоэлектрической активности в двусторонних таламо-кортико-таламических взаимодействиях в зрительной сенсорной системе. При последовательной электростимуляции латерального коленчатого тела и первичной зрительной коры возникало сходное статистически значимое увеличение спектральной мощности секундных волн в первичной зрительной коре и латеральном коленчатом теле, соответственно. Вместе с тем, электростимуляция первичной зрительной коры приводила в латеральном коленчатом теле к значимому снижению спектральной мощности многосекундных волн, обратный эффект наблюдался при раздражении латерального коленчатого тела. В тех же условиях в этих структурах динамика минутных СМКП и градиента потенциала милливольтового диапазона не претерпевали статистически значимых изменений.

4. Обнаружено участие сверхмедленной биоэлектрической активности в процессах переработки слуховой информации. Действие различных акустических стимулов статистически значимым образом изменяло динамику секундных волн таламокортикальных отделов слуховой сенсорной системы головного мозга. При этом в условиях действия различных акустических стимулов в этих отделах мозга отсутствовали статистически значимые перестройки динамики многосекундных, минутных волн и градиента потенциала милливольтового диапазона, который характеризовался в указанных отделах низкими и средними негативными значениями.

5. Выявлено участие сверхмедленной биоэлектрической активности в двусторонних таламо-кортико-таламических взаимодействиях в слуховой сенсорной системе. При последовательной электростимуляции медиального коленчатого тела и первичной слуховой коры возникало сходное статистически значимое нарастание спектральной мощности колебаний секундного диапазона в первичной слуховой коре и медиальном коленчатом теле. В то же время электростимуляция указанных структур не приводила к статистически значимым перестройкам динамики многосекундных волн, минутных волн и градиента потенциала милливольтового диапазона.

6. Установлено участие сверхмедленной биоэлектрической активности в процессах переработки вкусовой информации. В таламокортикальных представительствах вкусовой сенсорной системы головного мозга в ответ на действие различных вкусовых раздражителей (нейтральных, сладких, соленых, кислых и горьких вкусовых раздражителей) статистически значимо и разнонаправлено изменялась динамика секундных волн в виде стимул-специфических паттернов.

Перестройки многосекундных волн в тех же условиях были не столь значительны и зачастую не были статистически значимы. При этом в условиях действия различных вкусовых стимулов отсутствовали статистически значимые перестройки минутных волн, а также градиента потенциала милливольтового диапазона, который в обеих структурах имел равновероятно негативные и нулевые-позитивные низкие значения.

7. Показано участие сверхмедленной биоэлектрической активности в двусторонних таламо-кортико-таламических взаимодействиях во вкусовой сенсорной системе. При последовательной электростимуляции таламокортикальных отделов вкусовой сенсорной системы динамика сверхмедленной активности этих структур изменяется разнонаправлено. При раздражении заднесрединного нижнего ядра таламуса во вкусовой коре статистически значимо увеличивалась спектральная мощность секундных волн и снижалась мощность многосекундных колебаний. При стимуляции вкусовой коры выявлено статистически значимое снижение мощности как секундных, так и многосекундных волн в заднесрединном нижнем ядре таламуса.

Последовательная электростимуляция указанных структур не приводила к статистически значимым перестройкам динамики минутных волн и градиента потенциала милливольтового диапазона этих отделов ЦНС.

8. На основании полученных данных, предложена новая концепция об участии динамики сверхмедленной биоэлектрической активности в нейрофизиологических механизмах переработки мозгом сенсорной информации различных модальностей, в соответствии с которой динамические перестройки секундных волн принимают участие в механизмах анализа/обработки и/или кодирования афферентной информации в зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных системах;

многосекундные колебания связаны с флюктуациями уровня специфической/неспецифической активации подкорковых и корковых представительств этих сенсорных систем и с процессами их синаптической пластичности, а минутные колебания потенциалов и уровень градиента потенциала милливольтового диапазона отражают соответственно метаболические и/или сосудисто-циркуляторные механизмы обеспечения функциональных состояний этих структур головного мозга.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОРА:

Статьи в российских рецензируемых научных журналах, входящих в список рекомендованных ВАК РФ 1. Филиппов И.В. Сверхмедленная биоэлектрическая активность структур слуховой системы головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сенсорные системы. - 2006. - Т. 20. - № 3. - С. 238-244.

2. Филиппов И.В. Сверхмедленная биоэлектрическая активность медиального коленчатого тела и первичной слуховой коры после их последовательной электростимуляции / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сенсорные системы. - 2006. - Т. 20. - № 3. - С. 245252.

3. Филиппов И.В. Модулирующие влияния стволовых ядер на сверхмедленную биоэлектрическую активность первичной слуховой коры головного мозга / И.В. Филиппов, А.А.

Кребс, К.С. Пугачев // Сенсорные системы. - 2007. - Т. 21. - № 3. - С. 237-245.

4. Филиппов И.В. Сверхмедленные колебания потенциалов латерального коленчатого тела и первичной зрительной коры как корреляты процессов переработки зрительной информации / И.В. Филиппов // Сенсорные системы. - 2007. - Т. 21. - № 3. - С. 165-173.

5. Филиппов И.В. Перестройки сверхмедленных колебаний потенциалов в латеральном коленчатом теле и в первичной зрительной коре после их соответствующей последовательной электростимуляции / И.В. Филиппов // Сенсорные системы. - 2007. - Т. 21. - № 4. - С. 339-348.

6. Филиппов И.В. Сверхмедленные колебания потенциалов центральных представительств вкусовой системы головного мозга крыс при действии различных вкусовых стимулов / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сенсорные системы. - 2008. - Т. 22. - № 2.

- С. 162-174.

7. Филиппов И.В. Таламо-кортикальные и кортико-таламические взаимодействия с участием сверхмедленных биоэлектрических процессов ЦНС / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С.

Пугачев, Р.М. Худоерков, П.М. Маслюков, М.С. Коротаева, В.Е. Варенцов, Д.М. Емельянов // Ученые записки Санкт-Петербургского государственного медицинского университета (СПбГМУ). - 2011. - Т. 17. - № 2. - С. 72-73.

8. Кребс А.А. Нейромедиаторные центры в регуляции сверхмедленной биоэлектрической активности первичных корковых сенсорных представительств мозга / А.А.

Кребс, К.С. Пугачев, И.В. Филиппов, Р.М. Худоерков, П.М. Маслюков, М.С. Коротаева // Ученые записки Санкт-Петербургского государственного медицинского университета (СПбГМУ). - 2011. - Т. 17. - № 2. - С. 153-154.

Статьи в иностранных рецензируемых научных журналах, включенных в системы цитирования (библиографические базы) Chemical Abstracts, PubMed, Scopus 9. Filippov I.V. Role of infraslow (0-0.5 Hz) potential oscillations in the regulation of brain stress response by the locus coeruleus system / I.V. Filippov, W.C. Williams, A.V. Gladyshev // Neurocomputing. - 2002. - V. 44-46. - P. 795-798. (Журнал включен в систему цитирования Scopus).

10. Filippov I.V. Power spectral analysis of very slow brain potential oscillations in primary visual cortex of freely moving rats during darkness and light / I.V. Filippov // Neurocomputing. - 2003.

- V. 52-54. - P. 505-510. (Журнал включен в систему цитирования Scopus).

11. Filippov I.V. Very slow potential oscillations in locus coeruleus and dorsal raphe nucleus under different illumination in freely moving rats / I.V. Filippov, W.C. Williams, V.А. Frolov // Neuroscience Letters. - 2004. - V. 363. - P. 89-93. (Журнал включен в системы цитирования Chemical Abstracts, PubMed, Scopus).

12. Filippov I.V. Very slow potentials in the lateral geniculate complex and primary visual cortex during different illumination changes in freely moving rats / I.V. Filippov, V.А. Frolov // Neuroscience Letters. - 2005. - V. 373. - P. 51-56. (Журнал включен в системы цитирования Chemical Abstracts, PubMed, Scopus).

13. Filippov I.V. Very slow brain potential fluctuations (<0.5 Hz) in visual thalamus and striate cortex after their successive electrical stimulation / I.V. Filippov // Brain Research. - 2005. - V.

1066. - P. 179-186. (Журнал включен в системы цитирования Chemical Abstracts, PubMed, Scopus).

14. Filippov I.V. Sound-induced changes of infraslow brain potential fluctuations in the medial geniculate nucleus and primary auditory cortex in anaesthetized rats / I.V. Filippov, W.C.

Williams, A.A. Krebs, K.S. Pugachev // Brain Research. - 2007. - V. 1133. - P. 78-86. (Журнал включен в системы цитирования Chemical Abstracts, PubMed, Scopus).

15. Filippov I.V. Dynamics of infraslow potentials in the primary auditory cortex:

Component analysis and contribution of specific thalamic-cortical and non-specific brainstem-cortical influences / I.V. Filippov, W.C. Williams, A.A. Krebs, K.S. Pugachev // Brain Research. - 2008, - V 1219, - P. 66-77. (Журнал включен в системы цитирования Chemical Abstracts, PubMed, Scopus).

Главы в рецензируемых монографиях 16. Filippov I.V. Infraslow potentials in the primary visual cortex: The new approach to neurophysiology of neocortical visual sensory information processing (Chapter 8) / I.V. Filippov// Editors: Thomas A. Portocello and Rudolph B. Velloti. Visual Cortex: New Research. - Nova Science Publishers, Inc. - New-York. – 2008. - 355 pages. - P. 285-300. - ISBN(13): 9781604565300.

Публикации в сборниках материалов научных конференций, сборниках статей и тезисы докладов 17. Филиппов И.В. Вклад сверхмедленной управляющей системы головного мозга в процессы переработки информации сенсорными системами / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С.

Пугачев // Материалы IV Международной конференции молодых ученых медиков, Курск, 25-февраля 2010 г. - Курск. - Издательство ГОУ ВПО КГМУ Росздрава. - 2010. - Т. III. - С. 309-311.

18. Филиппов И.В. Сверхмедленная управляющая система мозга в процессах анализа и переработки сенсорной информации в высших таламических и корковых представительствах головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев, В.Е. Варенцов, Д.М. Емельянов // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Современные направления в исследовании функциональной межполушарной асимметрии и пластичности мозга», Москва, 2-3 декабря 2010 г. - М. - Научный мир. -2010. - С. 503-505.

19. Filippov I.V. Understanding the role of infraslow brain potentials: Where we are standing now? Evolution of technology from laboratory workbench to a patient’s bed / I.V. Filippov// Programme and Abstract Book of World Congress of Neurotechnology, Rome, Italy, October 12-14, 2010. - Rome. – Italy. -2010. -P. 61.

20. Филиппов И.В. Сверхмедленная управляющая система мозга и переработка сенсорной информации / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Тезисы докладов XXI Съезда физиологического общества им. И.П. Павлова, 19-25 сентября 2010 г. - Калуга. Типография ООО «БЕСТ-принт». - 2010. -С. 643.

21. Филиппов И.В. Сверхмедленные механизмы переработки сенсорной информации в высших таламо-кортикальных представительствах головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Физиология адаптации: Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции, г. Волгоград, 22–24 июня 2010 г. - Волгоград. - Волгоградское научное издательство. - 2010. - С. 120-122.

22. Филиппов И.В. Сверхмедленная биоэлектрическая активность структур зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга крыс и ее функциональное значение / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Материалы XII Всероссийской медикобиологической научной конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина. - Санкт-Петербург. - СПбГМУ. -2009. - С. 65.

23. Филиппов И.В. Сверхмедленные механизмы переработки информации таламическими и корковыми представительствами различных сенсорных систем головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Вопросы физиологии и водной токсикологии.

Межвузовский сборник научных трудов. Под ред. проф. И.Ю. Мышкина. - Ярославль. - 2008. Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова. – С. 124-128.

24. Филиппов И.В., Кребс А.А., Пугачев К.С. Нейрофизиологические механизмы переработки вкусовой информации с участием сверхмедленной управляющей системы головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сборник статей: Структурнофункциональные нейрохимические и иммуноцитохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга (Материалы Всероссийской конференции с международным участием, 25-октября 2007 г). Под ред. С.Н. Иллариошкина. - Москва. - ГУ Научный центр неврологии РАМН. - 2007. - С. 639-642.

25. Филиппов И.В. Сверхмедленная биоэлектрическая активность структур слуховой системы головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Тезисы докладов XX Съезда физиологического общества имени И.П. Павлова, 4-8 июня 2007 г. - М. - Изд. Дом «Русский врач». – 2007. - С. 286.

26. Филиппов И.В. Перестройки сверхмедленных колебаний потенциалов в механизмах анализа мозгом слуховой информации / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сборник статей: Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга – 2006. - Москва. - Изд-во ИЗПЦ «Информкнига». – 2006. - С. 329-332.

27. Филиппов И.В. Сверхмедленная биоэлектрическая активность центральных отделов сенсорных систем / И.В. Филиппов / Актуальные проблемы адаптации организма в норме и патологии. Материалы международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора С.С. Полтырева, ЯГПУ им. К.Д. Ушинского. - Ярославль. – Ремдер.

- 2005. - С. 37-39.

28. Филиппов И.В. Сверхмедленные колебания потенциалов в структурах слуховой системы головного мозга и их возможное функциональное значение / И.В. Филиппов, А.А.

Кребс, К.С. Пугачев // Научные труды 1-го Съезда физиологов СНГ. - Москва. – Медицина. – Здоровье. - 2005. – Т. 2. – С. 66-67.

29. Филиппов И.В. Функциональное значение сверхмедленной биоэлектрической активности слуховой системы головного мозга / И.В. Филиппов, А.В. Елфимов, А.А. Кребс, К.С.

Пугачев // Журнал Вестник молодых ученых. Физиология и медицина. Сборник материалов Всероссийской конференции молодых исследователей. С.-Петербург. -2005. – С. 127.

30. Филиппов И.В. Сверхмедленная ритмическая активность подкорковых и корковых отделов слуховой системы головного мозга / И.В. Филиппов, А.А. Кребс, К.С. Пугачев // Сборник материалов 4-й Всероссийской университетской научно-практической конференции молодых ученых и студентов по медицине. - Тула. – ТулГУ. – 2005. -С. 236-237.

31. Филиппов И.В. Значение сверхмедленной биоэлектрической активности церебральных отделов зрительного анализатора в нейрофизиологических механизмах центрального зрения / И.В. Филиппов, В.А. Фролов // Тезисы 3-й конференция молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины». - Москва. - Изд. Дом «Русский врач». – 2004. - С. 372-373.

32. Филиппов И.В. О возможном диагностическом значении динамики сверхмедленных (0-0,5 Гц) колебаний потенциалов (СМКП) структур зрительной системы головного мозга / И.В. Филиппов, В.А. Фролов // Журнал Вестник аритмологии. – 2004. - № 35. Приложение А. - С. 178.

33. Филиппов И.В. Сверхмедленные колебания потенциалов латерального коленчатого тела и стриарной коры как корреляты переработки зрительной информации в ЦНС / И.В.

Филиппов, В.А. Фролов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2004 г. – Т.

90. - № 8. - Ч. 1. – С. 350.

34. Филиппов И.В. Механизмы модуляции сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной коры и их функциональное значение / И.В. Филиппов, В.А. Фролов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2004 г. – Т. 90. - № 8. - Ч. 1. – С. 350.

35. Filippov I.V. Very slow potential oscillations in large scale neuronal circuits of main and additional sites of brain visual system: Are they only state or sensory dependent? / I.V. Filippov, V.A.

Frolov // Materials of IBRO International Workshop on Neuronal Circuits: from Elementary to Complex Functions. - Budapest. – 2004. – Hungary. –Р. 10.

36. Filippov I.V. Dynamics and possible clinical implications of very slow brain potential oscillations in the sites of brain visual system / I.V. Filippov, A.V. Elfimov // Annals of 1-st International Congress on Neurosciences and Rehabilitation. - Brazil. – Brasilia. – 2004. - P. 9.

37. Filippov I.V. Spectral shifts of very slow (0-0.5 Hz) potential oscillations in the structures of brain visual system during different illumination changes in freely moving rats / I.V.

Filippov, W.C. Williams, V.A. Frolov // Proceedings of the Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS 2003). - Alicante. – Spain. – 2003. -P. 264.

38. Filippov I.V. Spectral shifts of very slow brain potentials in lateral geniculate nucleus and visual cortex of freely moving rats in response to different illumination changes / I.V. Filippov // Abstracts of the 4-th International Symposium on Experimental and Clinical Neurobiology, 2002, Institute of Neurobiology, Slovak Academy of Sciences; Faculty of Medicine, P. J. Safarik University. - Tatranska Lomnica-Stara Lesna. - Slovak Republic. – 2002. -P. 15.

39. Filippov I.V. Very slow oscillatory dynamics in the structures of brain visual system:

Does it reflect some central mechanisms of vision? / I.V. Filippov // Abstracts of IBRO Summer School in Prague "Contemporary approaches to the study of CNS functions using electrophysiologycal, behavioral and imaging techniques". - Prague. - Czech Republic. – 2002. - P. 9.

40. Filippov I.V. Power spectral analysis of very slow brain potential oscillations in primary visual cortex of freely moving rats during darkness and light / I.V. Filippov // Proceedings and abstracts of The Eleventh Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS*2002), 2002, Chicago, Illinois, USA. - USA. – Chicago. – 2002. – V. 1. - P. 106.

41. Filippov I.V. Neocortical very slow electrical activity after the local brain injury: an experimental stereotaxic study in rodents / I.V. Filippov // Abstract Book of the 4-th World Congress on Brain Injury, 2001. - Turin. – Italy. - P. 313.

42. Филиппов И.В. К вопросу об отражении метаболических осцилляций в сверхмедленной активности первичной зрительной коры головного мозга при ее сенсорной стимуляции / И.В. Филиппов, П.С. Баранов, А.В. Гладышев // Материалы международной конференции по гемореологии. - Ярославль. – ЯГПУ. – 2001. – С. 148.

43. Филиппов И.В. Функциональное значение и психофизиологические аспекты сверхмедленных физиологических процессов первичной зрительной коры головного мозга / И.В.

Филиппов, П.С. Баранов, А.В. Гладышев // Мозг и поведение: Сборник тезисов докладов Всероссийской с международным участием молодежной конференции. Отв. редактор Л.В.

Соколова. - СПб. –СпбГУ. -2001. - С.67-69.

44. Filippov I.V. Infraslow brain physiological processes - a new approach to neurophysiology of locus coeruleus and cerebral cortex in stress / I.V. Filippov // Materials of 21-st International Summer School of Brain Research (Cognition, Emotion and Autonomic Responses: the integrative role of prefrontal cortex and limbic structures). - Amsterdam. - The Netherlands. – 1999. – P. 101.

45. Филиппов И.В. Сосудистый и микроциркуляторный компоненты в регуляторных влияниях неспецифических стволовых систем на структуры переднего мозга /И.В. Филиппов, А.В. Елфимов// II Международная конференция «Микроциркуляция и гемореология» Материалы конференции. - Ярославль. – ЯГПУ. – 1999. - С.61-63.

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ВК – вкусовая кора Гц – Герц ИАН – импульсная активность нейронов ЛКТ (НКТ) – латеральное (наружное) коленчатое тело МКТ (ВКТ) – медиальное (внутреннее) коленчатое тело ПЗК – первичная зрительная кора ПСК – первичная слуховая кора СМБА – сверхмедленная биоэлектрическая активность СМКП – сверхмедленные колебания потенциалов СТ – серотонин ЭЭГ – электроэнцефалограмма BOLD – blood oxygenation level dependent – зависимый от уровня оксигенации крови сигнал при функциональной магниторезонансной томографии Подписано в печать 29.09. 2011 г.

Формат 60х84 1/16. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 543.

Издательство ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им.

К.Д. Ушинского» Ярославского государственного педагогического университета им. К.Д. Ушинского (150000, г. Ярославль, ул. Республиканская, д. 108).

Типография ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д.

Ушинского» (150000, г. Ярославль, Которосльная набережная, д. 4).







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.