Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Структурно-функциональные особенности голубого пятна 12
1.2. Структурно-функциональные особенности дорсального ядра шва 22
1.3. Структурно-функциональные особенности базального крупноклеточного ядра 31
1.4. Сверхмедленные колебания потенциалов головного мозга и их значение в процессах переработки сенсорной информации в ЦНС 38
Глава 2. Материалы и методы 46
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение 61
3.1. Сравнение фоновой динамики сверхмедленных колебаний потенциалов в голубом пятне, дорсальном ядре шва и базальном крупноклеточном ядре с аналогичными феноменами в первичной зрительной, слуховой и вкусовой коре 61
3.2. Перестройки сверхмедленных колебаний потенциалов в голубом пятне, дорсальном ядре шва и базальном крупноклеточном ядре при сенсорной стимуляции 76
3.3. Модулирующие влияния голубого пятна (locus coemleus) на динамику сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры 98
3.4. Модулирующие влияния дорсального ядра шва (nucleus raphe dorsalis) на динамику сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры
3.5. Модулирующие влияния базального крупноклеточного ядра (nucleus basalis magnocellularis) на динамику сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры 122
Заключение 135
Выводы 142
Список литературы 144
- Структурно-функциональные особенности базального крупноклеточного ядра
- Сверхмедленные колебания потенциалов головного мозга и их значение в процессах переработки сенсорной информации в ЦНС
- Перестройки сверхмедленных колебаний потенциалов в голубом пятне, дорсальном ядре шва и базальном крупноклеточном ядре при сенсорной стимуляции
- Модулирующие влияния дорсального ядра шва (nucleus raphe dorsalis) на динамику сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры
Структурно-функциональные особенности базального крупноклеточного ядра
Другой структурой, способной оказывать возможные модулирующие влияния на различные представительства сенсорных систем головного мозга, является дорсальное ядро шва (nucleus raphe dorsalis).
Морфологические особенности ядер шва. Известно, что дорсальное ядро шва (ДЯШ), является самым крупным скоплением, преимущественно, серотонинергических нейронов ствола головного мозга (Кратин, Сотниченко, 1987). У млекопитающих ДЯШ состоит из различных отделов (как с анатомической, так и с функциональной точек зрения), поэтому данное образование рассматривается как сложноорганизованная неоднородная структура, в которой выделено четыре области, на основании размеров клеток и их цитохимических особенностей (Кратин, Сотниченко, 1987; Janusonis, Fite, Bengston, 2003). Ядра шва объединены в одну систему на основании их анатомического расположения и общности цитохимических свойств их нейронов. Систему ядер шва делят на два крупных отдела: рострально расположенные ядра шва - дорсальное и медиальное, которые обладают развитой системой восходящих путей, и каудально расположенные - ядро моста и ядра шва продолговатого мозга, они являются главным источником нисходящих путей в продолговатый и спинной мозг. Эти ядра представляют собой серотонинергическую систему нейронов, образующих непрерывную структуру, продолжающуюся от каудального отдела продолговатого мозга в покрышку моста и среднего мозга. Ядра шва характеризуются разнообразием клеточного состава. Каждое ядро содержит крупные, средние и мелкие нейроны. Форма крупных клеток обычно полигональная - это мультиполярные нейроны. Клетки средних размеров также мультиполярны и имеют вытянутую веретенообразную или треугольную форму. Тела мелких клеток - грушевидные или овальные (Taber et al., 1960). Классы серотонинергических нейронов также неодинаковы. Они отличаются размерами, разным содержанием медиатора и формой тела. Большей частью это клетки среднего и малого размера, овальные или круглые, некоторые - мультиполярны. Нейроны ядер шва характеризуются длинными бедно ветвящимися дендритами и относительно небольшими по сравнению с длиной дендритов клеточными телами. Дендритные поля нейронов ядер шва расположены в поперечной плоскости, что благоприятствует получению ими информации от восходящих и нисходящих вдоль мозговой оси в рострокаудальном направлении аксональных ветвей. Среди других ядер шва, ДЯШ представляет собой наиболее мощную группировку серотонинергических нейронов.
Вместе с тем, ранее было установлено, что в составе ДЯШ шва имеются клетки, содержащие дофамин и норадреналин. Изучение размеров клеток и их цитохимии показало, что серотонинергические нейроны имеют крупные и средние размеры, а норадренергические - только крупные (Steinbusch et al., 1981; Wiklund et al., 1981). В настоящее время твердо установлено, что ДЯШ является комплексным многофункциональным и полибиохимичным образованием, нейроны которого используют различные нейромедиаторы, при этом ДЯШ вовлечено в регуляцию различных поведенческих и физиологических процессов (Luan et al., 2011). В nucleus raphe dorsalis описано присутствие популяций нитрергических нейронов (Vasudeva et al., 2011). В ДЯШ обнаружена высокая концентрация анти-апоптозного протеина Вс1-2, ответственного за дифференцировку нейронов и постнатальный нейрогенез (Vinet, Bernier, Parent, 2002); также в ДЯШ выявлены значительные количества нейротрофических факторов, принимающих участие в регуляции их функциональной активности (Del Fiacco et al., 2002; Quartu et al., 2007). Сообщается о присутствии в ДЯШ кальцитонин-подобных белков, предположительно оказывающих аутокринные и паракринные влияния на сенсорные нейроны ЦНС (Ma et al., 2003). В nuleus raphe dorsalis обнаружены простагландиновые рецепторы ЕРЗ-типа, что указывает на их регуляторную роль в деятельности норадренергическои и серотонинергическои систем головного мозга (Nakamura et al., 2000). Установлено присутствие в ДЯШ нейронов, экспрессирующих рецепторы к эстрогену (Vanderhorst, Gustafsson, Ulfhake, 2005). Более того, сообщается о присутствии в ДЯШ крыс нейронов, чувствительных к уровню освещения, активность которых модулируется эстрогенами (эстрадиолом), что указывает на значение этой области в регуляции циркадианных ритмов, обучения, памяти, настроения и приема пищи в зависимости от содержания эстрадиола (Abizaid et al., 2005).
Особенности эфферентных связей дорсального ядра шва. Эфферентные проекции ДЯШ являются многочисленными и весьма разнообразными (Кратин, Сотниченко, 1987). У крыс инъекция маркеров в дорсальное и медиальное ядра шва показала, что аксоны этих ядер входят в вентральное тегментальное поле и далее в медиальный пучок переднего мозга. От медиального переднемозгового пучка отделяются два пути. Один -ansa peduncularis - следует латерально во внутреннюю капсулу и входит в миндалевидный комплекс, стриатум и наружную капсулу, иннервируя латерально и каудально расположенную кору. Второй - медиальный путь -идет в медиальный гипоталамус и через супраоптическую комиссуру образует контралатеральные проекции. Волокна ядер шва иннервируют обширные области переднего мозга посредством мозговых и конечных полосок, свода и поясничного пучка (Kolmac, Mitrofanis, 2000). Проекции ДЯШ также направляются к миндалине (Usunoff et al., 2006). При этом именно ДЯШ имеет наибольшее количество теленцефальных проекций (Vasudeva et al., 2011).
Хорошо известно, что ДЯШ посылает восходящие проекционные волокна к различным сенсорным отделам коры (Weller, Steele, Kaas, 2002) и подкорковым образованиям, поэтому следует упомянуть о работах, посвященных иннервации системой ДЯШ, различных центральных представительств сенсорных систем. Серотонинергические волокна ДЯШ обнаружены на уровне зрительной сенсорной системы головного мозга. В частности, выявлена серотонинергическая иннервация ПЗК и присутствие в ней рецепторов 5-НТ1В, играющих важную роль в регуляции синаптического выделения серотонина на уровне ПЗК (Leung, 2009). Есть сообщения о том, что у крыс ДЯШ посылает проекции к вентральным областям ЛКТ, тогда как дорсальные области ЛКТ получают зрительные входы от сетчатки, а также возвратные волокна ПЗК (Kolmac, Mitrofanis, 2000). Сходные данные о присутствии проекций от передних и задних отделов ДЯШ к латеральному коленчатому телу, а также к ПЗК у монгольских песчанок можно обнаружить и в ряде других исследований (Janusonis, Fite, Bengston, 2003). Установлено, что часть восходящих волокон ДЯШ направляется в теменную и височную области головного мозга (т.е. к структурам зрительной и слуховой коры), другой путь - под сильвиевым водопроводом - снабжает окончаниями таламус и гипоталамус, третий - следует латерально и проецируется на коленчатые тела (Кратин, Сотниченко, 1987). Одной из структур, получающих мощные серотонинергические входы от ДЯШ, является межколенчатая полоска, при этом как разрушение, так и стимуляция ДЯШ оказывают влияния на импульсную активность нейронов (ИАН) межколенчатой полоски (Blasiak, Lewandowski, 2003). Сходные данные о серотонинергической иннервации межколенчатой полоски от ДЯШ можно встретить и в ряде других исследований (Vrang, Mrosovsky, Mikkelsen, 2003), что позволило авторам предположить интегративную роль межколенчатой полоски по отношению к световой и несветовой импульсации, поступающей к ней (Vrang, Mrosovsky, Mikkelsen, 2003).
Продемонстрировано присутствие серотонинергических проекций ДЯШ на различных уровнях слуховой сенсорной системы головного мозга. Установлено, что у монгольских песчанок ПСК получает значительное количество проекций от различных нейромодуляторных центров мозга, в том числе и от ДЯШ (Budinger et al., 2008). С использованием инъекций вируса псевдо-бешенства в улитку у морских свинок выявлены волокна от кохлеарной области к различным структурам головного мозга, в числе которых и дорсальные ядра шва моста (Horvath et al., 2003).
Также обнаружены волокна ДЯШ в структурах вкусовой сенсорной системы - в частности, сообщается о многочисленных проекциях ДЯШ к орбитофронтальной коре головного мозга, выполняющей в числе прочих и функции вкусовой рецепции (Morecraft, Geula, Mesulam, 1992), сходные данные о многочисленных серотонинергических волокнах ДЯШ в области вкусовой коры приводятся и в ряде других публикаций (Yamamoto, Kitamura, 1990).
Сверхмедленные колебания потенциалов головного мозга и их значение в процессах переработки сенсорной информации в ЦНС
Вкусовая стимуляция выполнялась при помощи модифицированной капельной системы. Полость рта животных орошали водными растворами с различными вкусовыми свойствами - стимул с нейтральным вкусом (дистиллированная вода - Н20), стимул со сладким вкусом (0,55 М водный раствор глюкозы - 10% СбНі20б), стимул с горьким вкусом (0,06 М раствор папаверина гидрохлорида или 2% раствор C20H22O4NCI). Все указанные вещества поступали в ротовую полость капельно с постоянной скоростью 0,5 мл/мин, при этом все растворы и вода имели комнатную температуру (от +23 до +25 С). Первоначально полость рта орошали дистиллированной водой (нейтральный стимул сравнения) на протяжении 1024 с параллельно с регистрацией СМКП, затем производили смену вкусового стимула, занимавшую 10 с (при этом запись СМКП не проводили). После этого осуществляли орошение полости рта водным раствором глюкозы на протяжении 1024 с параллельно с регистрацией СМКП, затем полость рта промывалась дистиллированной водой и указанная последовательность действий повторялась, т.е. действию любого вкусового стимула (сладкого или горького) предшествовало очищение полости рта от предыдущих вкусовых стимулов и последующая аппликация нейтрального вкусового стимула сравнения.
На втором этапе экспериментов регистрация сверхмедленных колебаний потенциалов проводились в ГП/ДЯШ/БКЯ (у животных I, II, III групп, соответственно) до электростимуляции этих структур, а также у всех групп животных в ПЗК, ПСК и ВК до и после контактной электростимуляции указанных нейромодуляторных центров. Подобная схема исследований, когда мониторинг перестроек динамики СМКП проводился в области удаленной от участка электростимуляции (ПЗК, ПСК, ВК), но не в самой области электрического воздействия (ГП/ДЯШ/БКЯ) с мониторингом пре- и пост-стимульной активности, но не активности в момент контактной электростимуляции, связана с представлениями о том, что при пропускании электрического тока через металлические интрацеребральные электроды происходит их поляризация и изменение свойств двойного электрического слоя, который окружает активный участок электрода (Илюхина, 1977, 2004), а это неизбежно отражается на динамике регистрируемого биоэлектрического сигнала сверхмедленного диапазона, что делает крайне затруднительной трактовку полученных данных. Чтобы избежать подобных трудностей в интерпретации результатов работы была избрана изложенная выше схема, что не позволяло провести корреляционный анализ активности в системах ГП/ДЯШ/БКЯ-ПЗК, ГП/ДЯШ/БКЯ-ПСК, ГП/ДЯШ/БКЯ-ВК после электростимуляции нейромодуляторных центров, но не повлияло, тем не менее, на достижение цели и выполнение задач настоящего исследования. Кроме того, в соответствии с избранной нами схемой не проводился мониторинг сверхмедленной активности собственно в момент самой электростимуляции (продолжительность этого периода составляла 10 секунд) для того чтобы исключить возникновение в записи СМКП артефактов связанных с включением и выключением подачи электрических стимулов на интрацеребральные электроды - в момент начала электростимуляции происходило отключение каскадов усилителя и записи СМКП, а в момент окончания электростимуляции происходило автоматическое включение каскадов усилителя (Filippov, 2005).
Для контактной монополярной электростимуляции нейромодуляторных центров (ГП, ДЯШ, БКЯ) использовался лабораторный электростимулятор (модель ЭСЛ-1, СССР) и следующие параметры прямоугольных монополярных электрических стимулов: амплитуда 80 мкА, частота 100 Гц, длительность одиночного импульса 0,4 мс, продолжительность одного сеанса электростимуляции 10 секунд. При электростимуляции в качестве активного электрода выступал электрод расположенный в ГП/ДЯШ/БКЯ, а в качестве второго электрода использовался вышеупомянутый дисковый электрод с общей площадью 4 мм . Таким образом, в соответствии с разной площадью активных участков электродов, отличавшейся в 20 раз (0,1-0,2 мм и 4 мм ), наибольшая плотность тока, была в области окончания интрацеребрального электрода, располагавшегося в нейромодуляторном центре. Морфологические методы определения локализации электродов в исследованных структурах головного мозга. После завершения каждого из вышеописанных экспериментальных исследований осуществлялся забой животных путем внутрибрюшинного введения уретана (в дозировке 3 г/кг). Проводилась декапитация животных, выделялся головной мозг, который затем помещался в 10% водный раствор формалина на срок 10 дней. Затем с использованием тканевого ножа с цифровым микрометром (ТС-1, Electron Microscopy Science, USA) из головного мозга приготавливались кубические блоки ткани, отступя не менее 5 мм от входных отверстий электродов. Далее из приготовленных блоков головного мозга с использованием указанного выше тканевого ножа изготавливались серийный срезы приэлектродных областей толщиной 100 мкм. Они окрашивались метиленовым синим, фиксировались на предметных стеклах и микроскопировались при 20-кратном увеличении с целью морфологической верификации наличия окончаний треков электродов в исследуемых структурах головного мозга с использованием стереоскопического микроскопа (МСП-2, вар. З, ЛОМО-Микросистемы, Россия) со светодиодным световым кольцевым осветителем и модулем цифровой камеры (микрофотография 1). Все эти исследования были проведены в соответствии с существующими методиками, подробно описанными в ряде руководств (Буреш, Бурешова, Хьюстон, 1991). Всего проведено 60 исследований.
Методы анализа динамики сверхмедленной биоэлектрической активности исследованных структур головного мозга. При анализе в настоящей работе оценивали форму, регулярность и амплитудно-временные характеристики различных видов СМКП, а также устойчивость выявления секундных, многосекундных, минутных СМКП.
Осуществлялось выделение фрагментов различных диапазонов СМКП из общей записи сверхмедленных процессов в нейромодуляторных центрах (ГП, ДЯШ и БКЯ), а также корковых представительств сенсорных систем (ПЗК, ПСК и ВК) продолжительностью 1024 секунды до и Микрофотография Пример контроля расположения окончаний треков электродов в нейромодуляторных центрах а) голубом пятне, б) дорсальном ядре шва, в) базальном крупноклеточном ядре на уровне гистологических срезов (слева) сопоставленных со схематическими изображениями из атласа головного мозга крыс (Swanson, 1998) тех же структур (справа). секунды после смены сенсорного стимула (например, тишины ритмической фоностимуляцией, темноты ритмической фотостимуляцией и т.д.) и/или до и после контактной электрической стимуляции ГП, ДЯШ и БКЯ, соответственно. При этом интервал между пре-стимульными и пост-стимульными электрограммами составил не более 10 секунд - время, необходимое на смену одного сенсорного стимула другим, и/или период, в течение которого осуществлялась контактная электростимуляция изученных нейромодуляторных центров. Длительность подобных фрагментов составляла 256 секунд для анализа динамики СМКП секундного диапазона и 1024 секунды для анализа динамики СМКП многосекундного и минутного диапазонов. При этом это были те временные фрагменты СМКП, которые предшествовали сенсорной и/или электрической стимуляции (т.е. последние 256 и 1024 секунды), а затем это были те фрагменты, которые были зарегистрированы сразу после смены одного сенсорного стимула другим, или сразу после окончания электрического воздействия (т.е. первые 256 и 1024 секунды).
Перестройки сверхмедленных колебаний потенциалов в голубом пятне, дорсальном ядре шва и базальном крупноклеточном ядре при сенсорной стимуляции
Существуют данные о связи БКЯ с промежуточным мозгом и лимбической системой и о модуляции функциональных состояний коры и уровня ответных реакций настораживания при действии краткосрочных необычных сенсорных стимулов (Wenk, 1997). Также предполагается, что БКЯ изменяет эндогенную осцилляторную активность ритмично-разряжающихся нейронов пейсмекеров неокортекса, что (с учетом широты проекций БКЯ к коре больших полушарий) указывает на важнейшую роль холинергических нейронов БКЯ в модуляции биоэлектрической активности коры и ее функциональных состояний (Metherate et al., 1992). Кроме того, выявлено, что ПАН БКЯ сопряжено с ПАН неокортекса, а одностороннее разрушение БКЯ приводит к ипсилатеральному доминированию дельта-ритма на ЭЭГ (Buzsaki et al., 1988).
Приведенные работы сопоставимы с полученными данными о средней степени обусловленности наиболее медленных диапазонов СМКП, протекающих в ПЗК, ПСК и ВК, с динамикой аналогичных феноменов на уровне ГП, ДЯШ и БКЯ, объясняя подобные взаимодействия в системах ГП-ПЗК, ПСК, ВК; ДЯШ-ПЗК, ПСК, ВК; БКЯ-ПЗК, ПСК, ВК.
Полученные данные о положительных средних уровнях линейной корреляции многосекундных СМКП в системах ГП-ПЗК, ПСК, ВК; ДЯШ-ПЗК, ПСК, ВК; БКЯ-ПЗК, ПСК, ВК и слабые значения корреляционных связей в диапазоне секундных волн сопоставимы с нашими предыдущими результатами о вовлеченности СМКП секундного диапазона в специфические процессы переработки сенсорной информации, тогда как потенциалы многосекундного диапазона отражали глобальные колебания уровня общей возбудимости нейронов неокортекса (Filippov, 2003; Filippov et al., 2002, 2004, 2007; Filippov, Frolov, 2005; Филиппов, Кребс, Пугачев, 2006 а, б, 2007; Филиппов, 2007). Поскольку в настоящей работе записи СМКП в нейромодуляторных центрах и в высших корковых представительствах изученных сенсорных систем проводились при отсутствии действия сенсорных стимулов, можно обоснованно предположить, что в этих условиях переработка сенсорной информации в ПЗК, ПСК и ВК отсутствовала, что
объясняет слабые корреляционные связи динамики секундного диапазона в системах ГП-ПЗК, ПСК, ВК; ДЯШ-ПЗК, ПСК, ВК; БКЯ-ПЗК, ПСК, ВК. В то же самое время, по-видимому, даже в этих условиях со стороны ГП, ДЯШ и БКЯ существуют постоянные регуляторные влияния на общий уровень возбудимости нейронов ПЗК, ПСК и ВК, что и объясняет выраженные корреляционные связи динамики многосекундных СМКП между этими структурами в этих условиях наблюдений.
Во-вторых, важным представляется постоянное присутствие (даже в условиях отсутствия сенсорной стимуляции) в ГП, ДЯШ и БКЯ спонтанной сложноорганизованной динамики СМКП различных частотных диапазонов (секундных, многосекундных и минутных волн), что позволяет сделать заключение о комплексном спонтанном характере сверхмедленной биоэлектрической активности этих нейромодуляторных центров.
Таким образом, выявлено, что:
1. Для ГП, ДЯШ и БКЯ характерно присутствие сложноорганизованной сверхмедленной ритмической биоэлектрической активности различных диапазонов;
2. Даже в условиях отсутствия действия сенсорных стимулов ГП, ДЯШ и БКЯ оказывают сложные регуляторные влияния на глобальный уровень возбудимости нейронов неокортекса и на уровень активации ПЗК, ПСК и ВК, что отражается в средних положительных значениях коэффициентов линейной корреляции многосекундных волн СМКП в системах ГП-ПЗК, ПСК, ВК; ДЯШ-ПЗК, ПСК, ВК; БКЯ-ПЗК, ПСК, ВК.
Установлено, что при действии сенсорных стимулов в ГП наблюдались ответные перестройки динамики СМКП. Эти изменения, представленные в таб 4 и рис 10 а, б; рис. \\а, б, проявлялись в виде статистически значимого однонаправленного снижения спектральной мощности СМКП секундного (с частотами 0,17-0,2 Гц и 0,27-0,32 Гц) и многосекундного (0,02-0,03 Гц) диапазонов как при действии зрительных (темнота-ритмическая фотостимуляция), так и предъявлении слуховых стимулов (тишины-ритмической фоностимуляции). При действии различных вкусовых стимулов в ГП также были обнаружены статистически значимые перестройки СМКП, которые возникали в ГП и носили статистически значимый характер только при действии аверсивной вкусовой стимуляции (пары сравнения нейтральный стимул - горький или сладкий стимул - горький). Во всех этих случаях наблюдалось статистически значимое увеличение спектральной мощности секундных волн (0,13-0,2 Гц и 0,4-0,49 Гц) при достоверном снижении мощности многосекундных (0,02-0,03 Гц) сверхмедленных колебаний (таб 4; рис. 10 в; рис. 11 в). При различных видах сенсорной стимуляции достоверных изменений спектрограмм минутных СМКП в ГП обнаружено не было. В ДЯШ (как и в ГП) при сенсорной стимуляции также были выявлены статистически значимые перестройки динамики СМКП различных диапазонов, однако эти изменения в ДЯШ при действии различных сенсорных стимулов отличались от таковых в locus coemleus как направленностью перестроек спектральной мощности различных диапазонов СМКП, так и характером изменений при сенсорных воздействиях.
В ДЯШ статистически значимые изменения динамики СМКП наблюдались в секундном диапазоне при предъявлении зрительных и вкусовых сенсорных стимулов, но не собственно акустических (тишина-ритмическая фоностимуляция), что представлено в таб 4 и на рис. 12 а. При этом наблюдалось статистически значимое уменьшение спектральной мощности секундных СМКП (преимущественно с частотами от 0,1 до 0,2 Гц и от 0,25 до 0,33 Гц) в ДЯШ в условиях: темнота-ритмическая фотостимуляция; при орошении полости рта животного нейтральным-сладким вкусовым стимулом, а также нейтральным-горьким (таб 4; рис. 12 б, в). Противоположные эффекты, в виде увеличения спектральной мощности секундных волн (0,27-0,35 Гц) выявлены в ДЯШ при действии сладкого-горького вкусовых стимулов (таб 4; рис. 12 в).
Предъявление сенсорных стимулов характерным образом изменяло динамику многосекундных волн в ДЯШ: при действии зрительных стимулов (темнота-ритмическая фотостимуляция) выявлено увеличение спектральной мощности (таб 4; рис. 13 б, в); при действии вкусовых стимулов (нейтральный-сладкий) обнаружено снижение спектральной мощности, тогда как в ответ на предъявление комбинации сладкий-горький стимул было установлено увеличение спектральной мощности многосекундных СМКП в ДЯШ.
Модулирующие влияния дорсального ядра шва (nucleus raphe dorsalis) на динамику сверхмедленных колебаний потенциалов первичной зрительной, слуховой и вкусовой коры
Полученные в настоящем исследовании данные согласуются с результатами более ранних работ нашей лаборатории, в которых было показано, что многосекундные волны в центральных представительствах сенсорных систем в большей степени связаны с глобальными колебаниями уровня общей возбудимости нейронов (Филиппов, 2007 а, б; Филиппов и др., 2007; Филиппов и др., 2006 а, б; Филиппов и др., 2008, 2012, 2013; Пугачев и др., 2012; Кребс и др., 2013; Filippov, 2003, 2005, Filippov, Frolov, 2005, Filippov et al., 2002, 2004, 2007). Сходные представления о связи наиболее медленных диапазонов СМКП (0,02-0,2 Гц) головного мозга с колебаниями уровня возбудимости нейронов и их функциональных состояний можно обнаружить и в работах других авторов (Vanhatalo et al., 2005), которые обосновывают участие многосекундных волн в регуляции общего (фонового) уровня возбудимости нейронов. На анестезированных крысах было продемонстрировано, что норадренергическая система ГП оказывает мощные модуляторные активирующие влияния на ЭЭГ в виде специфических паттернов, связанных с усилением настороженности, внимания и уровня активации, в том числе опосредованные норадренергическими проекциями к базальным отделам больших полушарий через бета-адреноцептивные механизмы (Berridge, Foote, 1996). Изучение влияний ГП на медленные периодические изменения активности нейронов неокортекса показало способность норадренергической системы ГП не только изменять медленные клеточные компоненты, но и индуцировать изменения спектральной мощности ЭЭГ (Steriade, Amzica, Nunez, 1993).
Установлено, что электро стимуляция ГП не изменяла статистически значимым образом динамики минутных СМКП в ПЗК, ПСК и ВК. Эти данные можно проанализировать в соответствии с текущими представлениями о преимущественной связи минутных волн с уровнем энергетического обмена (соотношение между уровнем дыхания и фосфорилирования) в ткани головного мозга (Бородкин и др., 1979). Правомерно предположить, что динамика минутных волн в ПЗК, ПСК и ВК отражает преимущественно процессы энергетического метаболизма в этих структурах и не связана с модулирующими влияниями ГП, либо электростимуляция ГП не оказывает эффект на подобные процессы в ПЗК, ПСК и ВК.
Вместе с тем, следует упомянуть еще одно важное обстоятельство -накопленные в современной литературе данные, приведенные в литературном обзоре этой работы (Глава 1), свидетельствуют о полибиохимичности системы locus coeraleus, а также о способности корковых терминалей ГП к выделению не только норадреналина. В этой связи, представляется важным упоминание о том, что наблюдавшиеся в настоящем исследовании модулирующие влияния ГП на сверхмедленную активность первичных корковых представительств сенсорных систем головного мозга могут быть связаны не только исключительно с норадренергическими процессами, но с влияниями различных модуляторов, используемых восходящей системой проекций от голубого пятна к неокортексу. Анализ вклада различных нейромодуляторов в процессы модулирующих влияний ГП на СМКП корковых мишеней, по-видимому представляет новое объемное и актуальное направление дальнейших исследований в этом направлении.
Таким образом, полученные результаты, их анализ и обсуждение, с учетом существующих литературных данных, позволяют сделать следующие заключительные замечания.
Во-первых, впервые обнаружено, что ГП способно разнонаправленным образом модулировать текущую динамику различных диапазонов СМКП в первичных корковых сенсорных представительствах зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга, оказывая выраженные влияния на функциональное состояние ПЗК, ПСК и ВК посредством изменения амплитудно-временных свойств их сверхмедленной биоэлектрической активности.
Во-вторых, на основании полученных данных можно выдвинуть предположение о том, что снижение спектральной мощности СМКП секундного диапазона в ПСК и ВК вследствие электростимуляции ГП можно рассматривать как физиологический эквивалент модуляции специфических процессов, протекающих в ПСК и ВК, связанных с нейрофизиологическими процессами переработки слуховой и вкусовой информации в этих структурах.
В третьих, различные изменения динамики многосекундных СМКП (снижение их спектральной мощности в ПЗК, ВК и увеличение - в ПСК), в свою очередь, являются физиологическими коррелятами вовлеченности ГП в дифференцированную разнонаправленную регуляцию уровней общей активации нейронов первичных корковых представительств зрительной, слуховой и вкусовой сенсорных систем головного мозга, что указывает на способность нейронов ГП изменять степень глобальной возбудимости ПЗК, ПСК и ВК, проявляющееся динамическими перестройками многосекундных СМКП.
Установлено, что электростимуляция ДЯШ оказывала выраженные комплексные, а в ряде случаев разнонаправленные статистически значимые эффекты на динамику, преимущественно, многосекундных СМКП первичных корковых сенсорных представительств головного мозга.
В ПЗК после контактной электростимуляции ДЯШ были обнаружены статистически значимые перестройки многосекундных СМКП, которые проявлялись как статистически значимое нарастание спектральной мощности многосекундных волн в диапазоне от 0,0167 до 0,042 Гц (рис. 23, а и 24, а; таб. 6). В то же время электростимуляция ДЯШ не оказывала существенных влияний и не вызывала статистически значимых перестроек динамики секундных и минутных волн в этой структуре.
Аналогичная тенденция была обнаружена при анализе эффектов электростимуляции ДЯШ на динамику СМКП в области ПСК, что проявлялось статистически значимым нарастанием спектральной мощности многосекундных волн в первичной слуховой коре в диапазоне частот от 0,0167 до 0,045 Гц (рис. 23, б и 24, б; таб. 6), тогда как статистически значимые изменения амплитудно-частотных характеристик секундных и минутных волн в первичной слуховой коре в тех же условиях наблюдения отсутствовали.
