Нейронные механизмы афферентной и эфферентной деятельности таламуса Айрапетян Альберт Александрович

Содержание к диссертации

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИ
ЗАЦИЯ АФФЕРЕНТНЫХ И ЭФФЕРЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ НЕСПЕ -
ЦИФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ТАЛАМУСА ІЗ

1. Общие сведения о морфо-функциональной организации таламических структур 16

2. Морфо-физиологические особенности афферентных связей неспецифической системы таламуса 28

3. Морфо-физиологические особенности мозжечков о- таламических отношений 28

4. Морфо-физиологические особенности ретику-ло-таламических отношений 52

5. Морфо-физиологические особенности эфферентных связей неспецифической системы таламуса 64

ГЛАВА П. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ . 82

ГЛАВА Ш. РЕАКЦИИ НЕЙРОНОВ СРЕДИННОГО ЦЕНТРА НА ЭЛЕКТРИ
ЧЕСКОЕ РАЗДРАЖЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ЯДЕР МОЗЖЕЧКА 88

3.1. Краткая характеристика фоновой импульс
ной активности нейронов срединного

центра 88

2. Реакции нейронов срединного центра на раздражение зубчатого ядра 91

3. Реакции нейронов срединного центра на раздражение промежуточного ядра 115

4. Реакции нейронов срединного центра на раздражение фастигиального ядра 123

Обсуждение результатов 132

ГЛАВА ІУ. РЕАКЦИИ НЕЙРОНОВ ВЕНТРОЛАТЕРАЛЬНОГО ЯДРА НА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ РАЗДРАЖЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ЯДЕР
МОЗЖЕЧКА 145

Стр.

4.1. Краткая характеристика фоновой импульсной
активности нейронов вентролатерэльного

ядра 14-6

4.2. Реакции нейронов вентролатерэльного ядра

на раздражение зубчатого ядра 148

4.3. Реакции нейронов вентролатерэльного ядра

на раздражение промежуточного ядра 163

4.4. Реакции нейронов вентролатерэльного ядра

на раздражение фастигиального ядра 169

Обсуждение результатов 177

ГЛАВА У. РЕАКЦИЙ НЕЙРОНОВ СРЕДИННОГО ЦЕНТРА И ПАРАФАС-
ЦИШЯРНОГО КОМПЛЕКСА НА РАЗДРАЖЕНИЕ СЕТЕВИД-
НОГО ОБРАЗОВАНИЯ СРЕДНЕГО МОЗГА У КОШЕК И
КРЫС 188

Обсуждение результатов 204

ГЛАВА УІ. РЕАКЦИЙ НЕЙРОНОВ СОМАТОСЕНСОРНОЙ И МОТОРНОЙ
ЗОН КОРЫ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА
НА РАЗДРАЖЕНИЕ СРЕДИННОГО ЦЕНТРА И РЕТИКУ
ЛЯРНОГО ЯДРА НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗРИТЕЛЬ
НОГО БУГРА 213

6.1. Характеристика фоновой активности ней
ронов соматосенсорной и моторной зон

коры больших полушарий 214

5. Реакции нейронов соматосенсорной зоны коры больших полушарий на раздражение срединного центра и ретикулярного ядра таламуса 215

6. Реакции нейронов моторной зоны коры больших полушарий на раздражение срединного центра и ретикулярного ядра

таламуса 244

6.4. Нейроанатомическое исследование неспе
цифических таламо-корковых связей мето
дом обратного аксонного транспорта

Стр.

пероксидазы хрена 257

6.5. Функциональные особенности реакций единиц
в "нейронных ансамблях" коры больших полу
шарий в условиях раздражения ядер таламуса
разными частотами 263

Обсуждение результатов 270

ГЛАВА УП. ОСОБЕННОСТИ КОНВЕРГИРУЮЩИХ ЭФФЕКТОВ В УСЛОВИЯХ
ЧАСТОТНЫХ РАЗДРАЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ЯДЕР МОЗЖЕЧ
КА И НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ЯДЕР ТАЛАМУСА 286

7.1. Конвергирующие эффекты раздражения цент
ральных ядер мозжечка на активность ней
ронов неспецифического ядра срединного
центра и специфического вентролатералъно-

го ядра таламуса 287

7. Конвергирующие эффекты раздражения срединного центра и ретикулярного ядра на активность нейронов соматосенсорной и моторной зон коры 297

8. Некоторые наблюдения конвергирующих эффектов при изучении локальных двига-тельно-пищевых и оборонительных общедвигательных условных рефлексов 303

Обсуждение результатов 309

ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ и ОСНОВ
НЫЕ ВЫВОДЫ 316

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 333

Введение к работе

Актуальность задачи. Среди подсистем мозга таламические структуры, безусловно, занимают одно из центральных мест. Наиболее неопределенными, с точки зрения морфофункциональной организации, являются те его ядерные группы, которые известны под названием неспецифической системы. Являясь эволюционно самым древним образованием таламуса, она отличается некоторым своеобразием афферентной и эфферентной организаций, обнаруженным еще Лоренте де Но ( Lorente-de-No, 1938).

Таламические ядра могут действовать как релейное образование, играть важную роль в осуществлении межцентральных связей в мозгу, принимать участие в регуляции активного состояния мозга, вовлекаясь в процессы сна и бодрствования, модулировать ритмические колебания в коре и т.д. Ядра таламуса замешаны также во многих формах патологии нервной системы и различные воздействия на НИХ могут иметь лечебное значение ( Dempsey,Morison,194-2a ;

Jasper,194-9 і Нарикашвили, 1962, 1975; Судаков, 1965; Дури-НЯН, 19653,1975; Scheibel a. Scheibel,l966b,l967;Krupp, Monni-

er, 1966; Адрианов, 1966,19776; Адрианов и др., 1973; Братусь, 1969; Карамян, 1970а»Батуев и др., 1973; Батуев, 1976; Кратин, 1977; Полякова, 1978; Полякова, Адрианов, I978;Lamarre, 1979; Sasaki ,1979 і Toth,1980 ; Серков, Казаков, 1980; Ониа-

ни, 1980; Morilio et ai., 1981 і Баклаваджян, Еганова, 1982; Степанова, 1983; Чигринов, 1983 и мн.др.).

Исследование афферентных и эфферентных систем таламуса, в частности его неспецифических отделов, представляется задачей огромной важности, так как именно этими связями предопределяются направленность и степень участия таламуса в общей интегратив-ной деятельности мозга.

- б -

Афферентные и эфферентные системы неспецифических ядер отличаются заметной лябильностью нейронно-синаптической организации, нестабильностью проведения импульсов и значительной чувствительностью к изменениям частоты проходящей импульсации.

Экспериментальное исследование указанных вопросов с особой интенсивностью ведется с 1960-х годов, когда различные аспекты физиологии и морфологии мозжечково-ретикуло-таламо-корковой системы находились под сильным влиянием новейших исследований Джаспера (Jasper, 1949, 1954); Мегуна И Моруцци (Moruzzi, Magoun, 194-9 ; Moruzzi, 1950Ъ ; Magoun, 1958); Росси и Цанкетти (Rossi, Zanchetti,195^; Пурпуры И др. (Purpura, Cohen,1962 ; Purpura, l963;Purpura et al.,1966a); Экклза и др. (Eccles et al,,1967) и мн.др. В нашей стране в этой области проводились широкие исследования в лабораториях Карамяна (1956,1970а); Анохина (1962); Нарикашвили (1962, 1969); Дуриняна (1965а); 'Адрианова (1966, 1976); Фанарджяна (1966); Братусь (1969); Серкова и Казакова (1980) и др. Эти работы внесли весомый вклад в области изучения таламуса, мозжечка и связанных с ними структур, одновременно, выдвигая новые вопросы. В комплексе этих проблем важнейшее место занимает исследование межцентральных отношений неспецифических ядер таламуса с некоторыми другими подкорковыми структурами. Сказанное больше всего относится к мозжечку, основным релейным выходом которого считается вентролатеральное ядро таламуса. В литературе имеется солидный экспериментальный и клинический материал о физиологической роли этой системы в программировании и осуществлении двигательных актов осевой мускулатурой, конечностями и т.д. Этого нельзя сказать в отношении неспецифических ядер, которые, совершенно несправедливо остались вне поля зрения, хотя намеки о существовании связей, особенно морфологических, между мозжечком и неспецифическими таламическими образова-

ниями давно имеются в литературе. Первое серьезное исследование в этой области было проведено Фанарджяном (1962, 1966), который в большой серии экспериментов показал, что регистрируемые реакции вовлечения в коре в ответ на раздражения мозжечка полностью исчезают при разрушении неспецифических ядер таламуса. После публикации этих работ появились считанные исследования, где изучались неспецифические мозжечково-таламические отношения. Более того, в опубликеванных обзорных работах по мозжечково-таламичес-КИМ отношениям ( Ito, ¹967 ; Allen a. Tsukahara, 1974 ^Sciiade а. Ford.,1973 ) и приведенных в них схемах полностью отсутствуют данные о возможности передачи мозжечково-корковых импульсов через неспецифические ядра. Исключение составляет только работа Сасаки (Sasaki, 1979)і где срединный центр таламуса включен в такую систему передачи.

Исследование нейронных механизмов мозжечковых и неспецифических таламических отношений представляет большой интерес не только с точки зрения нейронных механизмов организации афферентных входов неспецифической системы таламуса, но и является необходимым для более глубокого понимания тех закономерностей,которые лежат в основе физиологической активности этой системы. С другой стороны, вопрос о таламо-корковых взаимоотношениях, особенно неспецифических, в проблеме исследования физиологии таламуса является наиболее запутанным.

Нейроморфологические особенности этих проекций в коре и чрезвычайная взаимосвязанность интраталамических путей друг с другом создают большие трудности для формирования четкого представления о характере этих путей и механизмов их деятельности. В литературе по этим вопросам имеются противоречивые данные, хотя за последние годы накарливается все больше фактов в пользу существования прямых неспецифических таламо-корковых связей.

Нам представляется, что дальнейшие исследования, тем более с применением новейших нейро-анатомических методов, могут оказать существенную помощь в решении этой проблемы.

Постановка проблемы и основные задачи работы. Чрезвычайная мозаичность функциональной организации центральной нервной системы является давно установленной истиной, в основе которой лежит постоянно изменяющаяся динамичность нейронно-синаптических элементов. Поэтому, при изучении нейронных механизмов афферентной или эфферентной организации мозговых структур следует обратить внимание не только на "регулярно" работающие нейроны, но и на те нейроны, которые участвуют в данном "ансамбле" нервных элементов нерегулярной, непостоянной, лябильно изменяющейся активностью. Ухтомский (1925) для обозначения этих функциональных микросистем предложил термин "констелляции" нейронов. Павлов говорил о "мозаике" (1952а). Но, как совершенно справедливо отмечал Орбели (1954), их физиологическое содержание заключается в одном: "при раздражении, в зависимости от характера, его интенсивности и условий, при которых оно нанесено, создается определенная картина распределения торможения и возбуждения в этой диффузной массе нервной системы, что ведет в конце концов к тому или иному выявлению рефлекторной деятельности". Сказанное, больше всего, относится к таламусу, в особенности, к его "неспецифическим" структурам. Подробное исследование богатого спектра реакции ее нейронов в ответ на афферентные посылки, в нашем случае интрацентрального происхождения, безусловно, должно считаться одной из основных задач в этой области. Значение частотного фактора в стимуляции таламических структур общеизвестно,

хотя бы на примере реакции вовлечения, синхронизации и десинхро-

т —*—

Л.А.Орбели. Избранные главы эволюционной физиологии. Избр.

тр., т.1, Изд. АН СССР, м.-Л. ,19616, с.365.

низации, веретенообразной активности и т.д. Уже первые наши опыты показали, что при систематическом применении градуально повышающихся частот стимуляции ядер мозжечка происходят глубокие изменения в реакциях таламических нейронов, имеющие не только

количественный, но и качественный характер и часто продолжающиеся долгое время после прекращения раздражения. Хотя такие наблюдения имеются и у других авторов и не только при изучении таламуса, однако, оказалось, что систематическое применение такого методического подхода в отношении всех изучаемых нейронов позволяет выявить значительную часть богатого спектра функциональных возможностей нейронов, в конечном счете, лежащих в основе физиологической динамичности синхронной и асинхронной активности элементов ядерных или субядерных образований. Именно исходя из этого в программу настоящего исследования входило систематическое изучение физиологических характеристик реакций нейронов неспецифического ядра срединного центра на импульсацию, поступающую из трех ядер мозжечка - зубчатого, промежуточного и фастигиального, а также из ретикулярных структур среднего мозга, учитывая важное значение ретикулярного компонента в комплексе мозжечково-таламических отношений. Такой подход должен был дать ответ на вопрос об основных особенностях афферентной организации нейронов срединного центра на указанные внутрицентральные раздражения. Для сравнительной оценки этих результатов были изучены также реакции нейронов вентролатерального ядра на стимуляцию ядер мозжечка. В последующих сериях опытов исследовались реакции нейронов сома-тосенсорной и моторной зон коры больших полушарий на раздражения срединного центра и ретикулярного ядра таламуса, в качестве эфферентного выхода неспецифической системы таламуса в кору. Одновременное введение раздражающих электродов в 3 ядра мозжечка и 2 ядра таламуса позволило изучить также конвергенции их

эффектов на нейронах таламуса и коры.

Для уточнения характера связей срединного центра с корой больших полушарий были проведены нейроанатомические исследования с помощью метода обратного аксонного транспорта пероксидазы хрена.

Новизна исследования. Данное исследование проводилось в течение многих лет. Результаты докладывались на различных научных собраниях. Некоторые из полученных фактов в дальнейшем были подтверждены или дополнены другими авторами.

Впервые показано наличие моно- и полисинаптических связей между ядрами мозжечка и срединным центром, значительно лучше выраженных при стимуляции неомозжечкового зубчатого и палеомозжеч-кового фастигиального ядер (1970, 1977); определены физиологи -ческие особенности указанных стимуляций при градуальном повышении их частоты. Впервые выявлены прямые проекции фастигиального ядра в вентролатеральное ядро (1972, 1974); описана динамичная модуляция активности нейронов таламических ядер и нейронов коры больших полушарий в условиях градуального повышения частоты стимуляции ядер мозжечка и таламуса. Показано выраженное угнетающее влияние ретикулярной формации среднего мозга на активность нейронов срединного центра, которое сильнее выражено у кошек, чем у крыс (1969, 1979); определены различные физиологические особенности неспецифических таламо-корковых связей, а также преимущественно угнетающее влияние раздражения ретикулярного ядра таламуса и синхронизирующие эффекты срединного центра на активность нейронов сенсомоторной зоны коры больших полушарий. В нейроана-томических опытах подтверждено наличие прямых выходов срединного центра в сенсомоторную зону коры (1972, 1978, 1982). Показаны количественные и качественные характеристики конвергирующих эффектов в изученных структурах.

- II -

Результаты настоящего исследования позволяют: определить основные нейронные механизмы физиологической активности неспеци-фических элементов в мозжечково-ретикупо-таламо-корковой системе; выявить динамические свойства механизмов их модуляторной активности в условиях постоянно изменяющихся частот раздражения; внести конкретные дополнения в существующие в литературе общие схемы структурной организации указанной системы и, выдвинуть определенные гипотетические предположения о ее функциональном значении, связанные с особенностями физиологической активности неспецифических структур таламуса.

Практическое значение. Работа, конечно, относитоя к числу теоретических исследований. Некоторые вытекающие из нее положения используются другими авторами при обсуждении экспериментальных фактов в статьях, обзорных работах и монографиях (Карамян, Фанарджян, Косарева, 1969; Карамян, 1970;Буриков, Чигринов, 1975; Серков, Казаков, 1980; Баклаваджян, Еганова, 1982 и др.), а также в лекционных курсах соответствующих разделов нейрофизиологии в университетах и медицинских институтах.

Проведенные исследования, помимо определенного теоретического значения, связанного с выяснением интимных механизмов активности мозжечково-ретикуло-таламо-корковых структур, выполняющих важную модуляторную функцию почти во всех проявлениях ин-тегративной деятельности центральной нервной системы, имеют также практические аспекты. Прежде всего, следует сказать, что многие неврологические нарушения - эпилептические состояния, треморный синдром, различные нарушения двигательной активности в виде гипо- или гиперкинезии и многие другие связаны с дис- или гиперфункцией изучаемых нами структур, а чаще всего, с расстройствами их одновременной или последовательной координированной деятельности. При этом, необходимо учесть, что в большинстве

случаев происходит нарушение не тотального характера, а между отдельными звеньями, на уровне субядерных структур, на путях связующих их систем. Значительная часть этих патологических состояний связана также с нарушениями нормального баланса между процессами возбуждения и торможения. С другой стороны, как показывает клиническая практика последних лет, во многих случаях, искусственное повышение активности тех или иных структур, например, с помощью электростимуляции, могут оказать лечебное воздействие на патологический процесс. При этом, максимальный терапевтический эффект обеспечивается в тех случаях, когда правильно выбирается раздражаемая структура и применяется оптимальный вариант раздражения в смысле точного выбора его частоты, продол-жительности, силы и т.д. Многие исследователи (Bantli et al,1976; Morillo et al.,1981 ) считают эти вопросы наиболее важными для эффективного внедрения этих методов в практику. Поэтому понятно, что физиологические исследования тонких механизмов внутрицент-ральных отношений должны представлять первостепенную важность не только для патогенетического изучения неврологических нарушений, но и в деле оптимизации тактики лечебных мероприятий. С этой точки зрения наше исследование имеет прямое отношение к приведенным выше соображениям, так как электрическое раздражение, а в некоторых случаях и разрушение как мозжечка, так и ретикулярной формации и различных таламических ядер, в настоящее время широко внедрены в медицинскую практику. Некоторые полученные факты, при их сопоставлении с литературными данными соприкасаются с такими практическими вопросами,как проблема боли. Теоретическое обсуждение этих результатов позволяет выдвинуть предположение о возможной модуляторной роли мозжечка на проведение болевой чувствительности, о чем в свое время говорил Орбели (1946).

- ІЗ -ГЛАВА І ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АФФЕРЕНТНЫХ И ЭФФЕРЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ТАЛАМУСА

Среди подсистем мозга, слаженно действующего структурно-функционального объединения, одно из центральных мест занимают клеточные скопления, которые издавна известны под названием зрительный бугор - таламус.

Не подлежит сомнению, что география взаимного расположения различных структур мозга, их иерархическое строение во многом обусловлены удельным значением этих образований в интегративной деятельности мозга. Даже при таком, казалось бы, поверхностном, общем подходе, таламус может быть рассмотрен как естественный рецептор, куда поступает многообразная информация из внутренней среды организма, а также внешнего мира. Еще в ЗО-х годах нашего столетия известный исследователь таламуса Уолкер (walker, 1938а) образно назвал его местом, где лежит ключ к пониманию тайн мозга.

Именно поэтому, исследование различных аспектов деятельности таламуса уже более 100 лет находится в центре внимания нейрофизиологов. За последнее 20-летие написан ряд фундаментальных обзорных работ, где объединены и, с различных точек зрения, проанализированы наиболее основополагающие достижения в этой области.

СреДИ НИХ НеЛЬЗЯ НЄ УПОМЯНУТЬ рабОТЫ КруПП И МОНИЄ ( Krupp, Моп-

піег,І966); Шейбел и Шейбеля ( Scheibel,Scheibel,l966a,b, 1967, 1972а,ЪДуриняна (1965а); Адрианова (1966, 19776)гЛануара и Шлага ( Lanoir, Schlag, 1973 ) и многих других. Совсем недавно опубликован монографический труд Серкова и Казакова (1980), где обобщены самые последние достижения в области нейрофизиологии таламуса.

Таламус представляет особый интерес с точки зрения эволюции функций центральной нервной системы. Он со своими эволюционно различными структурами (неспецифические, специфические и ассоциативные системы ядер) является таким объектом, где по словам Л.А. Орбели "... в одном и том же организме мы находим родственные и даже однородные элементы различной высоты эволюционного развития и можем изучить их в строго тождественных и вместе с тем физиологических условиях". Важнейшие вопросы эволюции таламических структур ярко отражены в монографиях Карамяна (1970а,б; 1976) и Белеховой (1977).

В то же время, необходимо подчеркнуть, что в деле глубокого понимания интимных нейронно-синаптических механизмов активности таламуса решающий вклад внесен микроэлектрофизиологическими исследованиями лаборатории Экклса ( Eccies, 1965,1966) и Пурпуры (Рш?рш?а,СоЬеп,1962;Ригрш?а et al.1966а)» имеющими концептуальное значение.

Имеется также ряд интересных исследований об онтогенетическом развитии неспецифических таламо-корковых связей. Так, Шейбел и Шейбел (1970, 1971); Шейбел и др. (1976) проследили длинные восходящие волокна, которые быстро приобретают функциональное значение, т.е. образуют функционально способные синаптические контакты в коре, приблизительно, на 10-14 день после рождения котят. В другой работе ими было показано, что в постнатальном онтогенезе происходит значительное осложнение дендритического и аксон-ного развития как специфических, так и неспецифических таламо-корковых систем. Неспецифическая система, отставая в сроках развития, постепенно приобретает черты широкой вторичной проекционной сис-

¹ Л.А.Орбели. Об эволюционном принципе в физиологии. Избр.труды, Изд. АН СССР, 1961, т.1, с. 122-132.

темы в коре, параллельно со специфическими сенсорными каналами ( Scheibel, Scheibel,1972b ). Некоторые данные говорят о том, что феномен усиления и ослабления реакции вовлечения наблюдается уже в раннем онтогенезе. Берле ( Verley, 1977) показал, что уже на седьмой день постнатальной жизни у кроликов и крыс в ответ на раздражение центрально-латерального ядра регистрируются подобные реакции. Этот вопрос был подвергнут систематическому изучению с применением метода обратного транспорта пероксидазы хрена Толче-новой, Васильевой и Шихгасановой (Васильева и Шихгасанова, 1980; Толченова и Шихгасанова, 1981; Шихгасанова, 1982). Ими показано, что после введения пероксидазы хрена в соматосенсорную зону коры, уже в первые дни постнатального развития у котят можно обнаружить редкие меченые клетки в таких неспецифических ядрах как срединный центр и центрально-латеральное. Проведенные ими же электрофизиологические опыты с регистрацией вызванных потенциалов свидетельствуют о заметном функциональном отставании неспецифической таламо-корковой системы даже у трехнедельных котят.

Обширные сравнительно-физиологические исследования лаборатории Карамяна (Карамян, 1962, 1967, 1970а, 1976; Белехова,1977; Веселкин и др., 1971 и др.) позволили ему придти к выводу о том, что сформулированный Орбели принцип этапности (Орбели, 1933 ) процесса эволюции различных систем организма вполне применим также в отношении эволюционного развития центральной нервной системы. С этой точки зрения Карамян считает, что вслед за возникновением мощного надсегментарного аппарата мозжечка у рыб развивается новая интегративная система - текто-церебеллярная, которая, в свою очередь, на следующих этапах эволюции, у позвоночных (амфибии и рептилии), а более рельефно, у млекопитающих, сменяется таламо-кортикальной системой интеграции.

Постараемся кратко охарактеризовать важнейшие достижения в

области нейроморфологии и нейрофизиологии "неспецифических" талэ-мо-корковых отношений, а также основных афферентных входов в "неспецифический" таламус, в частности, из мозжечка и сетевидных структур среднего мозга, представляющих особый интерес с точки зрения настоящего исследования.

Очевидно, такой обзор необходимо начать с классификации таламических структур, поскольку в любом исследовании физиологии и морфологии таламуса этот вопрос затрагивается и подход каждого автора к нему, в какой-то мере, предопределяет весь дальнейший ход изложения материала.

І.І. Общие сведения о морфо-физиологической организации

таламических структур

Таламус в головном мозгу занимает центральное положение и, со своим бесконечно большим числом связей почти со всеми другими областями мозга, напоминает центральную вычислительную станцию, которая осуществляет прием, предварительную обработку и дальнейшее распределение по нужным каналам всей огромной информации разной модальности, нескончаемым потоком стекающей в мозг. Однако, следует указать, что рецепция этого огромного потока афферентации в различных таламических ядрах осуществляется по-разному, в зависимости от анатомо-функциональных особенностей последних. Именно это обстоятельство делает необходимым проводить определенную классификацию его ядер с целью некоторой систематизации в процессе экспериментальных исследований. К сожалению, как показала практика, это оказалось непростым делом. В настоящее время существует несколько десятков различных классификаций, но ни одна из них не является совершенной и, следовательно, не может считаться удовлетворительной. До настоящего времени нет даже единой номенклатуры для обозначения ядерных образований та-

ламуса.

Хочется отметить, что, заведомо соглашаясь с относительной условностью всех существующих классификаций, мы должны воспринимать их как необходимые рабочие представления, которые дают возможность по какому-то принципу изложить экспериментальные данные.

Ряд авторов (Walker, 1938а, 1966; Kuhlenbeck,l954-; Monutcasfcle a.Darian-Smibh, 1968 ; Леонтовйч, 1978 и др.) при классификации таламических ядер основывается на различные особенности их анатомической организации - расположение ядер в различных областях таламуса или характер их связей с корковыми и подкорковыми структурами с учетом их анатомических и функциональных особенностей.

Среди различных классификаций таламических структур наиболее приемлемой можно считать их деление на три группы: неспеци-фические, специфические и ассоциативные, которые, прежде всего, отражают основные этапы эволюции таламуса и, в этом смысле, как справедливо отмечают Серков и Казаков (1980), являются удобными при изучении функционального значения разных ядер таламуса. Конечно, здесь тоже имеются известные затруднения. Часто оспари -вается принадлежность того или другого ядра к той или иной системе, что, в определенной степени не совпадает с общеизвестными первоначальными представлениями, сформулированными Демпси и Мо-рисоном ( Dempsey a. Morison,1942а ).

Критическое отношение ряда авторов к этой классификации привело к выдвижению новых подходов в этой нелегкой задаче. О.С. Адрианов (19776),учитывая особенности нейроанатомических связей, нейронную структуру, функциональные свойства, а также эволюционное развитие ядерных образований таламуса, выделил 7 комплексов, независимо от их принадлежности к вышеуказанным трем системам. Серьезным основанием для такого критического подхода являются новые данные, согласно которым многие специфические импульсы

достигают неспецифических ядер таламуса, а с другой стороны, обнаружены довольно локальные проекции в те же зоны коры эфферен-тов, выходящих из различных неспецифических ядер.

Разбирая общие принципы структурной организации таламических влияний, Адрианов допускает существование моно- и олигопроекцион-ных путей, считая, что последние могут оканчиваться в эволюцион-но различных слоях нео-, архи- и палеокортекса. Большинство специфических, а частично и ассоциативных ядер, может иметь "ядерный" или "диффузный" типы проекций. Релейные ядра могут иметь как "диффузную" (по типу "неспецифической") проекцию, так и проекцию "специфического" типа, что отражает функциональную дифференциацию в рецепции и обработке специфических таламических посылок.

Если топография таламо-корковых и корково-таламических проекций основывается на их соответствии с проекционными (т.н. "специфическими") и ассоциативными ядрами таламуса, то это соответствие менее выражено в отношении "неспецифических" ядер. Андрианов считает, что сенсорные импульсы, проходя через мульти-синаптическую систему таламо-корковых переключений, могут сохранить свою модальную специфичность, хотя и, в несколько "ослабленном" виде.

Понятия "специфическое" и "неспецифическое" в отношении таламо-корковых систем прочно вошли в литературу.

Уже в 1938 г. Лоренте де Но ( Lorente-ue-No ) с помощью метода Гольджи в париетальной коре мышей обнаружил существование двух типов отличающихся друг от друга таламических волокон, оканчивающихся в различных корковых слоях. Одну группу волокон он назвал специфическими таламо-корковыми афферен-тами, считая, что они берут начало из релейных ядер таламуса. Эти волокна состоят из аксонов большого диаметра, которые, прохо-

дя через нижние слои коры (УІ и У), разветвляются в ее ІУ слое, создавая густое терминальное дерево, распространяющееся также в Ш слое. Вторую группу волокон он назвал неспецифи -ч е с к и м и или "множественными" афферентами, из-за различного расположения и терминального разветвления их окончаний в коре. Эти тонкие волокна малого диаметра дают коллатерали уже в белом веществе. Входя в нижние корковые слои, они отдают множество новых коллатералей, в особенности, в ІУ слое и затем оканчиваются в поверхностном - первом слое коры. Можно сказать, что это морфологическое описание Лоренте де Но, в основном, подтверждается в новейших исследованиях ( Kiliakey а. ЕЬпег,1972). Вместе с тем необходимо отметить, что Лоренте де Но не смог определить таламические источники обнаруженных им "неспецифических" волокон. Этот пробел до определенной степени был ликвидирован в последующих многочисленных морфо-физиологических работах. Ретроспективно рассматривая хронологическое развитие экспериментальных данных по изучению таламо-корковых отношений, мы должны констатиро-

ВЭТЬ, ЧТО СПУСТЯ НеСКОЛЬКО ЛЄТ, ДемПСИ И МорИСОН ( Dempsey a. Mori son, 1942а,t>) опубликовали результаты своих знаменитых исследований и, фактически, положили начало новым важным открытиям в этой области. Ими впервые было показано, что при низкочастотном ритмическом раздражении интраламинарных ядер и ядер средней линии таламуса, в сравнительно обширных областях коры больших полушарий, регистрируются вызванные потенциалы с различными, в основном, длинными скрытыми периодами, с характерным возрастанием амплитуд в течение первых стимулов раздражения и дальнейшим их постепенным убыванием. Таким образом, в 50-х годах было сформулировано конкретное понятие о "неспецифической таламо-корковой системе", имеющее серьезное нейроанатомическое и физиологическое экспериментальное обоснование. В течение всего последующего двад-

цатилетия исследование данной проблемы проводилось, исходя из вышеуказанных позиций. За это время во многих лабораториях мира был накоплен огромный экспериментальный материал, который непрерывно обогащал арсенал наших знаний в этой области и, одновременно, создавал новые экспериментально обоснованные теоретические предпосылки для пересмотра первоначальных взглядов. Именно эти новые данные, о которых речь пойдет чуть позже, заставляют усомниться в правомерности такого четкого разграничения этих трех систем таламуса друг от друга. Однако, нам кажется, что эта классификация является наиболее удобной в экспериментальной практике, по крайней мере, по трем главным причинам: а) она все же отражает основные функциональные черты деятельности таламичес-ких структур; б) наиболее полно охватывает их эволюционные различия и, в) с чисто феноменологической точки зрения нельзя не согласиться, что подавляющее большинство исследователей придерживается именно этой классификации,

В монографии Серкова и Казакова (1980) приводится классификация таламических структур, основанная на составленные Дуриня-ном (1975), Лануаром и Шлагом (1976) подразделения с некоторыми добавлениями. Согласно этой классификации, к неспецифическим структурам таламуса относятся следующие ядра (см.табл,,, .с.21).

Вентролатеральное ядро таламуса не включено в эту таблицу, поскольку оно считается "специфическим" ядром, переключающим мозжечковую импульсацию в кору больших полушарий.

Несомненно, что различные ядра внутри каждой таламической системы, помимо общих черт, имеют также значительные отличия друг от друга. Исходя из задач данного исследования, нас больше всего интересуют как некоторые общие и частные вопросы морфо-функциональной организации "неспецифической" системы таламуса, в частности срединного центра и ретикулярного ядра, а также

Я_Д, Р О

Функция ядер Афферентные.дути Проекции в кору

Ядра с проекцией в кор.у

Интраламинар-нал группа:

пэрафасцику-лярный комплекс:

Соматические, висцеральные, моторные

Сенсорные тракты, стрио-паллидэрная система, ретикулярная формация ствола мозга

Орбитофронталь-ная кора, отдельные проекции по всей коре

Вентральное переднее:

крупноклеточный отдел

Моторные

йнтраламинарные ядра, парафасци-кулярный комплекс, стрио-паллидарная система, ретикулярная формация ствола мозга

Орбитофронталь-ная кора,отдельные проекции по всей коре

Ретикулярное ядро

Контроль активности релейных систем таламуса с помощью возвратного торможения

Релейные и интра-ламинарные ядра, парафасцикулярный комплекс, ретикулярная формация ствола мозга

Орбитофронталъ-ная кора (полюс n.R ),отдельные проекции по всей коре

Ядра с подкорковой связью

Ядра средней линии:

Интеграция неспецифической системы таламуса

Неспецифические ядра таламуса

"специфического" вентролатерального ядра, так и основная характеристика их афферентной и эфферентной организации, в особенности связь с мозжечком, сетевидной структурой среднего мозга и корой больших полушарий. Соответственно с этим, дальнейшее изложение литературного обзора целесообразно сконцентрировать вокруг указанных вопросов.

а) Особенности организации срединного центра. Срединный центр ( n.Cenfcrum medianum ) расположен в средней трети таламуса и издавна в литературе известен под названием ядра Люиса. Многие авторы относят его к интраламинарной группе ядер, считая его са-

мым крупным ее образованием. Обобщая литературные и собственные данные, Мехлер ( Mehier , 19бба) поддерживает точку зрения о том, что это ядро в филогенезе прогрессивно увеличивается, достигая наибольших размеров у приматов и человека. Считается, что сосредоточенные в вентролатеральной области ядра маленькие клетки собственно и образуют это ядро, тогда как дорсомедиальная зоне со своими сравнительно большими клетками относится к парафас-цикулярному комплексу. Однако, многие авторы, затрудняясь в точной дифференциации этих ядер, предпочитают использовать термин Переданный центр-парафасцикулярный комплекс". Плохо окрашиваемые мультиполярные клеточные тела этого ядра обычно имеют небольшие размеры - ОТ 7 ДО 10 МКМ И ОТ 20 ДО 30 МКМ (Westman a. Bowsher, 1971). Самые большие клетки сконцентрированы в медиальных частях ядра, в парафасцикулярной группе. Характерной особенностью этих нейронов является наличие значительно густых синаптических окончаний на их тонкокалиберных дендритах. Синаптические контакты, в основном, имеют аксо-дендритическую природу, однако, встречаются также аксо-соматические и эксо-аксональные синапсы. Аксоны интраламинарных нейронов отличаются обильной разветвленностью, богатой коллатеральной сетью, которые, проецируясь в ростральном и каудальном направлениях, создают многочисленные связи с нейронами соседних ядер. Афферентный пресинаптический нейропиль срединного центра, а также почти всей интраламинарной группы ядер, состоит из коллатеральных и терминальных волокон, идущих из спино-таламических систем, дорсальных областей восходящей системы сетевидного образования ствола и среднего мозга, из текталь-ных и претектальных зон, из коры больших полушарий, в особенности, из орбито-фронтальных зон, а также из некоторых других подкорковых структур, в том числе, из мозжечка.

За ПОСЛедНИв ДесЯТИЛеТИЯ МНОГИМИ авторами ( Westman, Bow-

- 23 -slier ,1971 ; Harding,1973a,ъ и др.) в таламусе подробно изучены и описаны своеобразные сложноорганизованные структуры - "гломе-рулы". Паппас и др. (Pappas et ai.,196^ подчеркивают, что си-наптические гломерулы, описанные в срединном центре и некоторых других таламических ядрах, не встречаются в структурах сетевид-ного образования.

б) Особенности организации ретикулярного ядра таламуса. Ретикулярное ядро таламуса, благодаря своей выраженной тормозящей роли в таламо-корковой активности, в последние годы находится в центре внимания большой группы исследователей. Наиболее подробно его морфо-функциональное описание дано в известных работах Шей-бел и Шейбела (1966Ъ,1972а); Шлага и Васзака ^chiag, Waszac, 1970; Волошина (1972); Васзака (Waszac, 1973,1974); Волошина и Прокопенко (1978); Серкова и Казакова (1980) и многих других.

Это большое, состоящее из ростральной и вентральной частей, ядро занимает почти всю дорсальную область таламуса. Вентральная часть ядра в виде узкой полоски расположена между внешней модулярной пластинкой и внутренней капсулой, окружая, таким образом, дорсальный таламус с ростральной, латеральной и лате ро-вентральной сторон. Каудально это ядро граничит с "неопределенной зоной" ( Zona incerta ). Нейроны ретикулярного ядра, во многих отношениях, похожи на клетки сетевидного образования. По своим размерам они могут быть подразделены на две группы - от 20 до 25 мкм и от 30 до 40 мкм, которые, соответственно, расположены в его латеро-вентральной и дорсо-латеральной зонах. Ретикулярное ядро пронизано многочисленными таламо-корковыми и кортико-таламическими проекциями, с разнообразными синаптически-ми контактами, в основном, аксо-дендритического, а также аксо-соматического и аксо-эксонального типов. Нейроны этого ядра имеют довольно длинные дендриты, покрытые значительным количест-

вом шипиков, заметно увеличивающих их общую поверхность. Аксон-ным отросткам характерно деление на несколько ветвей, которые, достигая структур среднего мозга, образуют контакты с ретикулярными нейронами. Важная нейроанатомическая особенность этих аксонов заключается в том, что они, проецируясь каудально, входят во многие таламические ядра и постоянно оказывают угнетающее влияние на высокочастотную таламо-корковую импульсацию ( Schei-Ъе1,ЗсЬе1Ъе1,19ббЪ;М1паегЬоипа, 197*1).Исходя из данных многих

исследователей ( Hasler,l972; Scheibel.Sclieibel^ee'b, 1972а; Waszac, 1973, 1974-и др.) предполагается, что различные отделы ретикулярного ядра имеют разные проекции в ядрах таламуса и, отличающуюся друг от друга функциональную способность. Как показал Васзак (waszac, 1973,1974) при высокочастотном раздражении сете-видных структур среднего мозга в нейронах рострального отдела ядра наблюдается низкоамплитудная деполяризация, продолжающаяся в течение всего времени стимуляции, в то время как у большинства нейронов вентральной области ядра записывается длительный период гиперполяризации мембранного потенциала, иногда продолжительностью до 2 сек. Шейбел и Шейбел подчеркивают не только заметную разницу в морфо-функциональной организации указанных выше двух областей ретикулярного ядра, но и указывают на существование многих субядерных организаций, функции которых еще предстоит выяснить. Эти взгляды, в основном, совпадают с физиологическими исследованиями Т.Фригиези ( Frigyesi, 1972 ).

в) Особенности организации вентролатерального ядра. Вентро-латеральное ядро является важнейшей релейной структурой таламуса. В нем различают две зоны - дорсальную и вентральную, заметно отличающиеся друг от друга по клеточному составу.

Исследованию морфо-функциональной организации вентролате-

раЛЬНОГО ядра ПОСВЯЩенО бОЛЬШОе КОЛИЧесТВО работ ( Sakata et al. 1966; Uno et al., 1970; Steriade et al., 1971; Rispal-Pa-del et al., 1973 и мн.др.). В дорсальной зоне находятся маленькие нейроны, размеры которых не превышают 25-26 мкм. Вентральная область отличается сравнительно крупными клеточными элементами - 29 х 33 мкм ( strick et al., 1972). Описываются также другие различия между этими зонами. Дорсальная область ядра, граничащая с внутренней медулярной пластинкой не содержит миелиновых волокон, тогда как в вентральной зоне они обнаружены. В последней выявлены особо организованные структуры, где несколько крупных нейронов окружено мелкими нейронами. В нейронной организации вентролатерального ядра привлекают особое внимание клетки с прямым корковым выходом, которые, обычно, имеют крупные размеры ( Scheibel, Scheibel, 1966а*, Леонтович, 1978 и др.). Предполагается, что эти нейроны составляют около 20% всех нейронов релейных ядер. Приблизительно 30% основного интернейрональ-ного аппарата вентролатерального ядра, как и других релейных ядер, состоит из клеток типе Гольджи II. Следует указать, что в релейных ядрах встречаются и другие типы интернейронов, составляющие около 5-10% (sciieibel, Scheibel, 1966а) и, имеющие небольшие размеры. Кстати последние относятся к тем интернейронам, которые описаны в цент медианум-парафасцикулярном комплексе как основной тип их клеточного состава.

Многими авторами довольно подробно описаны морфологические особенности указанных выше нейронных групп. Основные результаты этих исследований приводятся в монографии Серкова и Казакова (1980).

г) Синаптическая организация таламических ядер. Почти во всех таламических ядрах описаны своеобразно организованные структуры - гломерулы. Различные аспекты морфологической организации

гломерул исследованы многими авторами (Szentagofchai et ai.,1966; Jones a. Powell,1969 и мн.др.). Эти образования описаны также в СЦ- срединном центре и вентролатеральном ядре (Harding,1973 а,Ъ).

Основная морфологическая характеристика гломерул заключается в следующем. В каждой гломеруле основными элементами считаются один или несколько дендритов и пресинаптические отростки различных типов. Первые ответвляются от главного дендрита одного или двух релейных нейронов, а вторые являются терминалями: а) восходящих афферентных волокон; б) кортико-таламических волокон и в) аксонами клеток типа Гольджи II. Различаются два типа аксонных терминалей - светлые и темные (более крупные) со значительным количественным превалированием первых. Предполагается, что темные волокна являются специфическими восходящими волокнами. Точное определение природы светлых волокон все еще нуждается в уточнении. Каждая гломерула окружена глиальной капсулой. Следует указать, что в различных таламических ядрах структурная организация гломерул может иметь определенные различия. В то же время заслуживают внимания данные Паппас и др. (Pappas et ai., 1966) о том, что синаптические гломерулы, описанные в срединном центре не встречаются в ретикулярной формации. Вестман и Боуше и Гардинг ( Westman,Bowsher,l97l ;Harding, 1973а,"b ) описывают некоторые особенности гломерул в срединном центре, где составляющие их отдельные элементы доходят до 45 с более чем 75 дискретными синаптическими контактами.

В настоящее время гломерулы рассматриваются в качестве структуры, где происходит некоторая предварительная интеграция поступающей импульсации. В связи с этим следует отметить, что еще в 1967 г. Шейбел и Шейбел допускали, что наличие густой сети афферентных аксональных систем в интраламинарных ядрах может

служить хорошей базой для интегративной функции. Эти аксональные системы отличаются многочисленными разветвлениями, богатством коллатералей, которые создают хорошие условия для широких связей с соседними специфическими и неспецифическими ядрами.

Вопросы синаптической организации в срединном центре и в вентролатеральном ядре наиболее подробно освещены в электронно-микроскопических исследованиях ГардИНГа (Harding, 1973а,ъ ). Им показано не только значительное сходство гломерул в указанных двух ядрах, но и количественное превалирование этих комплексов в вентролатеральном ядре. Автор описывает 4 типа синаптичес-ких окончаний в срединном центре, имеющих различную морфологию и синаптическую локализацию. В функциональном отношении важно отметить, что автор различает синапсы возбуждающего и тормозящего типов. Ему удалось описать возбуждающие синапсы такого типа, которые, по-видимому, контактируют с окончаниями корково-та-ламических и стрио-таламических волокон. Однако, следует констатировать, что, несмотря на все эти чрезвычайно интересные ульт-раструктурные данные, полное функциональное значение гломерул и, тем более, происходящие в них тонкие физиологические процессы, далеко не выяснены.

Ультраструктурные исследования синаптической организации срединного центре и ретикулярного ядра показали, что хотя здесь превалируют аксо-дендритические контакты, однако, наблюдаются также связи аксо-соматического и аксо-аксонального типов. Боуше ( Bowsher, 1961,1966)считает, что терминали восходящих афферентных систем в неспецифических ядрах большей частью образуют аксо-соматические контакты.

Что касается комиссуральных связей, то они, в основном, осуществляются многочисленными разветвлениями аксонов интрала-минарных нейронов, которые слабо развиты у приматов и человека.

1.2. Морфо-физиологические особенности афферентных
связей неспецифической системы таламуса

В литературе описывается 3 основных источника, откуда поступают афферентные импульсы в таламические структуры: а) спинной мозг, основание мозга и мозжечок; б) базальные ганглии и в) различные корковые поля.

В настоящем обзоре мы постараемся дать общую характеристику мозжечково-таламических и ретикудо-тэламических связей.

1.3. Морфо-физиологические особенности
мозжечково-таламических отношений

Основная задача данного раздела заключается в освещении современного состояния наших знаний относительно морфо-физиоло-гических основ деятельности восходящей системы мозжечка и в особенности тех путей, которые проходят через неспецифические структуры таламуса. Однако, его изложение надо начинать с описания глав ных конструктивных особенностей этого удивительно системно организованного и действующего органа. Такая необхрдимость диктуется тем, что эфферентные системы мозжечка фактически начинаются с его коры и в виде модулирующих сигналов выводят за его пределы результаты обработки поступающих афферентных импульсов. Следует указать тэкже, что мозжечковые эфферентные пути, направляющиеся в таламус через его подкорковые ядра, проходят весь этот путь по довольно четкой, топографически организованной системе.

а) Общие сведения о строении мозжечка. Основные этапы эволюции наших знаний о морфологии и физиологии мозжечка хорошо прослеживаются в широко известных в литературе монографических и обобщающих трудах (Орбели, 1938, 1940; Алексанян, 1948 Кара-мян, 1956; Фанарджян, 1966, I975;Eccles et аі.,1967; Братусь,

1969; Eccles, 1973; Allen, Isakahara, 1974;НгЪек,1979И мн.др.).

Мозжечок развивается из эктодерма льных структур головной части четвертого желудочка и структурно состоит из следующих трех основных частей: поверхностное серое вещество, внутреннее серое вещество и три пары клеточных скоплений - глубокие или центральные ядра.

С точки зрения филогенетической эволюции мозжечок состоит из трех частей:

I* Филогенетически самая древняя часть - архицере-б е л л у м, куда входят нодулус, флокупус и их ножки и флокуло-нодулярная долька, Архицеребеллум тесно связан с вестибулярной системой.

2. Передняя доля мозжечка -палеоцеребеллум, которая больше связана со структурами продолговатого и спинного мозга и, соответственно, с регуляцией мышечного тонуса.

3. Филогенетически самая новая область - неоцере -б е л л у м, имеет более значительные размеры, а также широкие

СВЯЗИ С ДИЭНцефаЛЬНЫМИ Образованиями ( Larsell, I95I; Larsell, Jansen, 1972; Jansen,Brodal,l95#-#8paMflH, 1956, 1962; Eccles et al.,1967 jCarpenter, 19731 ДР.).

Кора мозжечка со своей четко организованной клеточно-синап-тической системой, одинаковой во всех ее отделах, состоит из трех слоев: молекулярный слой, слой клеток Пуркинье и зернистый слой.

В настоящее время классическое представление о том, что мозжечок всегда действует как единое целое не может уже считаться общепринятым в связи с появлением данных о существовании в мозжечке локализованных функциональных зон, которые могут действовать независимо, тем более, что мы теперь располагаем значительным количеством точных данных об инвимных механизмах дея-

- ЗО -

тельности отдельных функциональных элементов этого "великого модулятора неврологических функций" (Snider,1950 ).

Кора мозжечка имеет хорошо выработанную структурно-функциональную систему, где происходят взаимодействия различных влияний на вход, проведение и переработка импульсов. Основные функциональные элементы этой деятельности могут быть обобщены в следующем: а) Лазящие волокна оказывают мощное синаптическое возбуждающее влияние на дендриты клеток Пуркинье; б) Система параллельных волокон возбуждает клетки Пуркинье через перекрестные волокна; в) Звездчатые, корзинчатые клетки и клетки Гольджи являются тормозными интернейронами коры мозжечка. Если первые оказывают свое тормозящее влияние через дендриты клеток Пуркинье, то клетки Гольджи влияют на афференты коры мозжечка на уровне релейных систем: мшистые волокна + гранулярные клетки в гломеру-лах; г) В ы х о д мозжечковых эффектов осуществляется исключительно по аксонам клеток Пуркинье через глубокие ядра мозжечка.

Подытоживая результаты как собственных, так и других исследований по сравнительной физиологии функции мозжечка, в особенности, его эволюционно различных структур, Карамян (1956, 19706) считает, что палео- и неоцеребеллярные образования имеют дифференцированное друг от друга функциональное значение. Палеоцере-беллум оказывает регулирующее влияние на кзудальные отделы мозга, а неоцеребеллярные системы, вместе с ростральными структурами, помимо регулирующих эффектов, принимают активное участие также в аналитической деятельности мозга. В принципе не оспаривая правильность этой концепции, все же, как подчеркивает Карамян (19706), необходимо учесть, что, уже начинен с 60-х годов, в литературе приводятся данные о существовании вполне определенных связей между палео- и неоцеребеллярными системами и филоге-

- ЗІ -

нетически различными структурами ретикулярных и таламических образований (Frigyesi a. Purpura,196 Григорян, 1963; Косарева, 1966 и др.)»

Естественно, что для более реального представления о первоначальных истоках афферентных систем мозжечка необходимо, хотя бы в общих чертах, рассмотреть некоторые основные принципы морфо-физиологической организации корково-ядерных проекций в мозжечке.

б) Корково-ядерные проекции в мозжечке. За последние годы многие авторы, с помощью различных гистологических методов,проводили исследования для уточнения результатов работ Янсена и Бродала ( Jansen, Brodai, 194-0,1954), ставших уже классическими по этой проблеме. По данным этих авторов, в коре мозжечка млекопитающих выделяются три двусторонне-симметричные продольные зоны, проецирующиеся в его ядра. Медиальная и червячная область проецируется на фастигиальное ядро, промежуточная и околочервячная зона - к промежуточному ядру, а латеральные отделы мозжеч -ка - к зубчатому ядру. Во всех случаях показан также рострокау-дальный характер этих проекций. Это значит, что каудальные зоны коры мозжечка проецируются в каудальные зоны ядер, а ростральные - В ростральные. В более ПОЗДНИХ Исследованиях (Eager,1963а; Ъ; Walberg,Jansen,1964 И МН.Др.), ВЫПОЛНвННЫХ МЄТ0Д0М серебре-

ния, хотя и подтвердшшя основной принцип указанных проекций, однако, была обнаружена также их заметная диффузность и определенное перекрытие. Другая группа авторов показала ряд тонких морфо-физиологических особенностей обсуждаемых проекций (chambers _а# Sprage_r1955; Moruzzi,Ponrpeiano, 1957 ; Аршавский и др., 1971; Аршавский, 1972', Oscarson,l973;Brooks et ai.,1973 » Козловская, 1976). Было показано, что если червячно-фастигиальная система тесно связана с регуляцией общего постурального тонуса,

движениями частей тела и равновесием, то околочервячная - промежуточная область контролирует постуральный тонус конечностей только на ипсилатеральной стороне. Согласно данным Чемберса и Спрейг (Chambers, Sprage, 1955) латеральные зоны мозжечка осуществляют более тонкую регуляцию движений контралатеральных конечностей. Большое количество исследований посвящено изучению роли латеральной системы мозжечка в регуляции произвольных движений не только во время их осуществления, но и в начальных стадиях (в "инициации") подготовки двигательных реакций ( Brooks, 1975).

О важном значении зубчатого ядра в инициации движений говорят также результаты опытов Уеста и др. (West et ai.,i98D, которые показали, что гранулярные клетки этого ядра быстро (40-60 мс) активизируются с началом применения тона (в качестве условного раздражителя), еще до регистрации двигательного акта.

Наряду с этим выявлено важное значение промежуточных структур мозжечка в регуляции спинальных механизмов движений, выражающихся в контроле уровня возбудимости в сгибатепьных и разгиба-тельных системах ( Uno et ai,,i973;Brooks et а1,197Д Козловская, 1976). Следует отметить, что некоторые результаты вышепроведенных исследований подтверждаются также в клинических наблюдениях при различных поражениях ядер мозжечка (Козловская, 1977).

Конечно, проблема корково-ядерных отношений в мозжечке, являющаяся основополагающей в исследованиях его эфферентных связей, не исчерпывается указанными выше сведениями. Имеются данные о наличии конвергентно-дивергентных связей между продольными областями коры мозжечка и его ядрами, а также о веерообразном характере корково-ядерных проекций в мозжечке. В этой связи значительный интерес представляют результаты, полученные В.В.Фанар-джяном и его сотрудниками (Оганесян, 1970; Фанарджян и др.,1972;

Фанарджян, 1975). йми показано, что реакции ядерных нейронов мозжечка на раздражения его коры характеризуются постепенным количественным уменьшением тормозно реагирующих нейронов. Это наблюдение, по мнению авторов (Фанарджян, 1975), подтверждает ранние морфологические данные Уолберга и Янсена (Waiberg,Jansen,

4 964) о веерообразном характере организации корково-ядерных проекций. Следует отметить также, что наряду с этим, обнаруживается хорошо выраженная дробность в корково-ядерной проекции, выражающаяся реакциями как конвергентного, так и дивергентного типов. В первом случае один и тот же "ядерный" нейрон смог реагировать на стимуляцию различных точек коры, а во втором, стимуляция даже одной корковой точки в состоянии вызывать ответную реакцию различных нейронов в подкорке (Астабатян, Фанарджян, 1966; Аматуни, Оганесян, 1967, 1971*, Фанарджян, 1975). Интересно отметить, что, согласно недавнему исследованию Дитрихсе (Diet-

richs,i98i), ядерно-корковые проекции в мозжечке имеют те же зональные взаимоотношения, которые наблюдаются в корково-ядерных проекциях.

Эфферентные системы мозжечка имеют сравнительно простую, двухступенчатую организацию. Выходящие из его коры сигналы через кортикофугальные проекции, образованные аксонами клеток Пуркинье, поступают к ядрам. Последние, в свою очередь, как вторая ступень, проецируются в различные подкорковые структуры мозга я, по некоторым данным, даже имеют прямой выход на кору больших полушарий. (Микеладзе, Кикнадзе, 1966:, Хасабов,,1979; Софиадис, 1978 и др.). Исключение из вышеприведенной схемы составляет пучок аксонов клеток Пуркинье, оканчивающийся прямо в дорсальном отделе

ЯДра Дейтерса ( Ito, Yosliida, 1966 ).

Еще классики нейрофизиологии, исходя из общих наблюдений, пришли к принципиально важному выводу о тормозящей природе регу-

ЛЯТОРНОГО ВЛИЯНИЯ мозжечка ( Sherrington,1897jBremer,1922 і Орбели, 1938, 1940 и др.). ^с внедрением новейшей электрофизио-логической, в особенности микроэлектрофизиологической и стерео-таксической техники в практику нейрофизиологических экспериментов, эти предположения не только подтвердились, но и были раскрыты интимные нейронно-синаптичеекие механизмы реализации этого ВЛИЯНИЯ (Arduini,Pompeiano,l957i Ito,Yoshida,l966; Ito,l967;

Eocles et al.,l967;Ito et al.1970ab)B серии работ Ито И сотрудников было показано, что при раздражении ипсилатерального червя в нейронах ядра Дейтерса записываются хорошо выраженные ТПСП, которые регистрировались также в ответ на рефлекторную активацию клеток Пуркинье через афферентные волокна мозжечка, В этих же исследованиях было показано, что такие же ТПСП записывались не только в ядре Дейтерса, но и во всех ядрах мозжечка. В более поздних исследованиях Фанарджяна и др. (Фанарджян и др., 1969; Аматуни, Оганесян, 1970) при стимуляциях передней дольки мозжечка обнаружено явное подавление импульсной активности промежуточного и фастигиального ядер мозжечка. В этой связи интересными являются данные лаборатории Фанарджяна (Аматуни и Оганесян, 1970, 1971 Аматуни, Фанарджян, 1980), показавшие, что хотя корковое раздражение, в целом, оказывает угнетающее влияние на фоновую и вызванную периферическим раздражением активность нейронов, однако, такое влияние проявляется по-разному в зависимости от характера и степени возбужденности нейронов ядра. Некоторые авторы считают, что аксоны клеток Пуркинье, разветвляясь в ядрах мозжечка, контактируют с десятками нейронов, с другой стороны, несколько клеток Пуркинье могут конвергировать на одном и том же нейроне ( Matsushita,Iwahori, 197^,13,0; Фанарджян, 1975). Следует указать также, что по данным Фанарджяна и сотр. (1975) при стимуляции коры мозжечка в ядерных нейронах кроме угнетения,

в некоторых случаях, регистрируются также облегчающие эффекты. Авторы объясняют эти эффекты возбуждающим влиянием колпатералей вступающих в мозжечок афферентных волокон (аксон-рефлекс) или торможением активности клеток Пуркинье корзинчатыми и звездчатыми клетками.

При анализе причин определенной разнородности эффектов коркового раздражения мозжечка нельзя не учитывать одно, на наш взгляд, совершенно справедливое замечание йто (1967) о том, что нередко, вследствие вовлечения в процесс различных аксонных колпатералей мозжечковых афферентов, могут произойти различные ди-синаптические и полисинаптические процессы как в самой коре, так и в нисходящем направлении. Все это может привести к изменениям как скрытых периодов, так и конфигурации наблюдаемых ТПСП, а также к другим осложнениям в регистрируемых ответах.

Таким образом, как уже было сказано, основной выход эфферентной системы мозжечка начинается из его центральных ядер, где оканчиваются аксоны клеток Пуркинье. Понятно, поэтому, что знание современного уровня морфо-физиологической организации этой "второй стадии проекционной системы мозжечка" ( ito,i967) имеет огромное значение для более точного понимания процесса дальнейшего проведения выходящих импульсов мозжечка как по восходящему, так и нисходящему направлениям.

Следует указать, что центральные ядра мозжечка получают афференты также из других источников: из вестибулярного нерва и его ядра, из спинного и продолговатого мозга (дорсальный и вентральный спинно-мозжечковые тракты), из коры больших полушарий через мосто-мозжечковый путь и, наконец, из нижних олив, несущих импульсы из коры больших полушарий, красного и хвостатого ядер и бледного шара. Вся эта разнообразная информация поступает в мозжечок через три пары ножек: нижние, средние и,

частично, верхние.

^в) Структурная и функциональная организация центральных ядер мозжечка. Глубокие или центральные ядра мозжечка расположены в глубине белого вещества, дорсально и дорсо-латерально от четвертого желудочка. Исследование структурной организации центральных ядер мозжечка, начатое еще Кахалем (Cajai, 1911 ) до настоящего времени нельзя еще считать завершенным, хотя, благодаря многочисленным работам, проведенным за последние десятилетия (Jansen,Brodal,l954-;Eager,I968;Matsushlta,Iwahori, 1971 ,а,Ъ,с; С11ап-Ра1ау,1973а,Ъ,с,а^бЛИК-Мусьян, 1974, 1975, 1976; Мелик-Мусьян и Фанарджян, 1974 и др.), наши внания в этой области значительно расширились. В этом отношении особую ценность представляет последний монографический труд Мелик-Мусьян (1980), где, помимо краткой характеристики структурной организации центральных ядер мозжечка, приводится также атлас с иллюстрацией типологических особенностей их нейронных, аксонных и дендритических элементов.

В настоящее время известно, что нейроны ядер мозжечка отличаются заметной мультиполярностью, имеющей пучковидную, радиальную и веретенообразную формы. Эти нейроны по размерам делятся на три группы: дорсально расположенные крупные клетки - 40-50 мкм; нейроны средних размеров - 30-40 мкм, которые больше наблюдаются в центральных зонах ядер и более мелкие единицы - до 30 мкм, находящиеся в вентральных и вентрокаудальных областях ядер. По данным ряда авторов (Eager,1968jCourville,Cooper, 1970; Matsushita et а1.,1971а,Ъ,с)0С0бый интерес представляют мелкие нейроны с ветвящимися короткими аксонами, размеры которых не превышают 10-15 мкм. Коллатерали этих нейронов, похожие на клетки типа Гольджи П, не выходят за пределы ядер и образуют многочисленные контакты с соседними клетками. Окончания много-

численных коллатералей из разных отделов центральной нервной системы, проникая в ядра мозжечка с латеральной, медиальной и дорсальной сторон, образуют с его элементами контакты, главным образом, аксо-дендритического и аксо-соматического типов (Cajai, l9H;Eccles et al.,l967;Ito,l967;Eager,l968;Matsushita,Ikeda, l970;Matsushita,Iwahori,l97la,Dc.MenHK-MycbflH, 1974, 1975,1976 и мн.др.). Эти морфологические данные были подтверждены также электрофизиологическими исследованиями(Ito et al,1969,1970а,Ъ; Eccies et ai.1974- ; Аматуни, Фанарджян, 1980). Следует указать также на существование межядерных связей между отдельными ядерными образованиями, которые более отчетливо выражены в неомозжечковых ядрах - зубчатом и промежуточном (Goldman,Saider ,1955; Deura,Snider,i964jDem?a,l966 и др.). ^о касается билатеральных связей, то они лучше вырэжены между фастигиаявными ядрами ( саг-rea,Metier,1954; Cohen et al.,1958; Angaut,l970; Bowsner, 1970; Kievit, Kuypers,l972 И др.).

Хотя общая структура ядер мозжечка в определенном смысле одинакова, однако, между ними имеются также заметные различия,

ОПИСаННЫв В МНОГОЧИСЛвННЫХ Исследованиях ( Flud,Jansen, 1966; Eager,1968; Sotelo,Angaut,l973; Angaut,Sotelo, 1973; Мелик-Мусьян, 1980 и др»). Из-за ограниченности объема данного обзора мы не будем на них останавливаться. Укажем лишь, что некоторые авторы, в особенности йто ( ito-1969)» считают, что крупные нейроны ядер мозжечка, по всей вероятности, являются проекционными клетками, аксонные коллатерали которых не достигают коры мозжечка ( Szentagothai,Raokovitz,l959; Ito,1969 ) и не выходят за пределы ядер. Ито (1969) считает также, что ядра мозжечка, вероятно, имеют такие же возвратные коллатеральные системы, какие наблюдаются в других отделах центральной нервной системы.

Многие авторы подчеркивают, что среди разнообразных форм

дендритных образований всех ядер мозжечка наиболее часто встречается, так называемый, "радиарный" тип нейронов (Ramon-Moiiner, 1958), у которых наблюдается равномерное отхождение дендритов, а также дендриты пучковидного типа (Фанарджян, 1975; Мелик-Му-сьян, 1980).

г) Классификация ядер мозжечка. Вопрос о классификации ядер мозжечка в отдельные, отграниченные друг от друга скопления, до сиг пор окончательно не разрешен. Большая группа авторов ( Gar-re a,Metier,І954-; Carpenter,Stevens,l957? McMasters,Russel,l958; Cohen et al.1958; Мелик-Мусьян, Фанарджян, 1974; Фанарджян, 1975 и др.), фактически, придерживаясь высказанного еще в 1919г. мнения Брюннера считает, что эти ядра делятся на три группы: фастигиальное (или медиальное), промежуточное и зубчатое (или латеральное) ядра. Некоторые исследователи делят их на 4- группы, разделив промежуточное ядро на два отдела (Carpenter, 1972). Мелик-Мусьян (1980) тоже придерживается этой классификации. Такое подразделение было сделано еще в прошлом веке, которое в

дальнейшем ПОДДержИВаЛОСЬ ФЛЮДОМ И ЯНСвНОМ (Flud,Jansen, 1966).

В свою очередь, Вугд ( Vooghd, 1964), на основании морфологических исследований признает в зубчатом ядре несколько самостоятельных структур. Идея классификации ядер мозжечка более чем на три группы поддерживается также многими другими авторами. Не останавливаясь подробно на различных взглядах относительно классификации ядер мозжечка, укажем лишь, что по примеру многих нейрофизиологов, мы также при дальнейшем изложении экспериментального материала, будем пользоваться классификацией Брюннера.

Еще АрдуиНИ И ІІОМПеаНО ( Arduini,Pompeiano, 1957)» а ВСЛЄД

за ними и другие авторы (Астабатян, Фанарджян, 1966; Аматуни, Оганесян, 1967, 1970, 1971), показали, что нейронные элементы

ядер мозжечка обладают высокой фоновой активностью. Относительно источников, поддерживающих эту высокую активность, имеются различные предположения. Наряду с гипотезами о существовании аутогенных механизмов, действующих по типу пусковых структур,

И реверберацИОННЫХ НеЙрОННЫХ КРУГОВ (Eccles et al. ,196$, досто-

верно также предположение о влиянии большого афферентного потока на эти ядра по спино-мозжечковым, оливо-мозжечковым, ретикуло-мозжечковым и мосто-мозжечковым трактам, что и вызывает повышенную активность нейронных элементов (Cajal,l9l1;Eccles et al,, 1967 ;Eager,l968;Ito,l969;Matsushita,Iwaliori,1971a,Ъ, с ;Sotelo, Angaut,l973 И МН.Др.).

Ито (1967) тоже считает, что основным источником возбуждения нейронов ядер мозжечка являются колпатерали его афферентов. Эти импульсы могут возбуждать или облегчать активность подкорковых ядерных элементов еще до достижения их коры мозжечка,

В последние годы почти все авторы, изучавшие функциональную организацию ядер мозжечка пришли к выводу, что роль этих ядер

ОТНЮДЬ НЄ Ограничивается ТОЛЬКО релеЙНЫМИ ФУНКЦИЯМИ (Eccles et

al,1967;ito,196 Фанарджян и др., 1969; Аматуни, Оганесян,1970; Аматуни, Фанарджян, 1974; Аматуни и др., 1977, 1979, 1981), На уровне этих ядер осуществляется также определенная обработка и интеграция поступающей информации. Изучая реакции нейронов ядер мозжечка на раздражения коры больших полушарий, красного ядра, вентролатерального ядра таламуса, других центральных структур, а также на периферические стимулы Фанарджян, Аматуни и др. в указанных выше исследованиях пришли к выводу о том, что здесь существует определенный уровень интеграции, а также довольно сложное и избирательно организованное взаимодействие. По мнению авторов в этих процессах интеграции важную роль играют вставочные нейроны и выявленные ими нейроны "основного" типа.

Таким образом, резюмируя все вышеизложенное, можно сказать, что важнейшие физиологические процессы, разыгрывающиеся в ядрах мозжечка, заключаются в том, что клетки Пуркинье оказывают на них мощное тормозящее влияние, а колпатерали мозжечковых аффе-рентов - возбуждающие эффекты. Именно эти процессы и лежат в основе интегративной деятельности мозжечка, в том числе и его ядер, до выхода его модулирующего влияния в другие структуры центральной нервной системы.

Выходящие из ядер мозжечка пути делятся на две основные системы: нисходящие и восходящие. В данном обзоре мы будем уделять внимание на изложение основных особенностей морфо-физиологии восходящих путей мозжечка, которые являются предметом наших исследований.

д) Морфологические и Физиологические основы деятельности восходящих путей мозжечка. Известно, что влияния мозжечка на центральную нервную систему осуществляются, главным образом через верхние ( Brachium Conjuctivum ) И, ЧЭСТИЧНО - НИЖНИЄ 6Г0

ножки. По первому пути волокна направляются в таламус и красное ядро, а по второму - в сетевидное образование продолговатого

МОЗГа (Snider, 1950;Jansen,Brodal, 1954-;Niimi et al.1962;Flud, Jan-sen, 1966 я др.).

Многочисленными исследованиями большой группы авторов показано, что в образовании верхней ножки принимают участие волокна из всех трех ядер мозжечка, хотя установлено, что вклад неомозжечковых эфферентов, в особенности зубчатого ядра, является более значительным (Jansen,Brodal, 1954;Саггеа,Metier, l954;Tho-mas et al„l956;Cohen et al.l958;Niimi et al,l962;Plud,Jansen, 1966 ;Courvill ,1966 ;Angaut,l970,1973;Angaut ,Bowsher,1970;Garpen-ter,1972;Kievit,Kuypers,1972jBrodal,1972;Snider,Maiti,1975;Mil-

Ler,strominger,i977). Однако, область червя тоже представлена

в этой системе как через посредство проекции в промежуточное и фастигиальное ядра, так и через фастигиально-булъбарный тракт. Волокна из фаетигиального ядра начинаются, в основном, из его каудальних зон и, до входа в верхнюю ножку, перекрещиваются в мозжечке, занимая его дорсально-медиальную поверхность. Следует отметить, что эфферентные пути всех проекций мозжечка в среднем и промежуточном мозгу перекрещиваются.

По некоторым подсчетам, волокна, выходящие из зубчатого ядра, составляют около 2/3 верхней ножки в ее ипсилатеральном отделе и перекрещиваются на уровне нижних зон среднего мозга. Отсюда его восходящие пучки направляются в мелкоклеточную об -ласть красного ядра, а часть волокон, минуя это ядро и контактируя на своем пути со структурами среднего мозга, оканчивается в ядрах таламуса (зубчато-рубро-таламический путь). Основным рецептором этих волокон в таламусе является вентролатеральное ядро, однако, их окончания обнаружены также в других структурах таламуса - в вентробазальном комплексе, в неспецифических ядрах -срединном центре, ретикулярном ядре, передне-вентральном ядре, интраламинарных ядрах и парафасцикулярном комплексе. Другая, нисходящая ветвь этой системы заканчивается в ретикулярном ядре крыши и в верхнеоливарных зонах (Vooglid,1964;Angaut,Bowsher, 1965; Courviii,l966i др.). Эти данные недавно были подтверждены и дополнены Миллером И СтрОМИНГерОМ (Miller, StromJLnger, 1977 )»

которые показали, что у обезьян при одностороннем разрушении правой верхней ножки мозжечка, латеральное перекреста, или зубчатого ядра претерминальные дегенерации обнаруживаются в оральных отделах вентролатерального и вентропостеро-латерального ядер, в парвоцеллюлярном отделе вентрального переднего и в некоторых зонах центрального латерального ядер таламуса. Дегенериро-ванные терминали в других областях таламуса отсутствовали или

имели неясный характер. Следует отметить, что дегенерированные проходящие волокна ( Fibers of passage ) наблюдались также в срединный центр - парафасцикулярном комплексе.

В своей недавней публикации Перчерон ( Регспегоп,1977) приводит результаты проведенных анатомических исследований у макак. Оказалось, что при полном удалении всех трех ядер мозжечка во многих зонах вентролатерэльного я венгропостеро-латерального ядер и, частично, также в параламинарной области таламуса(контра-латеральная сторона) наблюдаются терминальные дегенерации. Важнейшие выводы автора заключаются в том, что, во-первых, не наблюдается перекрытие между таламическими зонами афферентов из мозжечка, бледного шара и черного веществами, во-вторых, по-видимому, не существует особое таламическое реле для моторных функций. Вместо этого, разные ядра получают афференты. Кроме этого, Перчерон считает, что регуляция мозжечком "баллистических" движений и бледным шаром, "прыжковых двигательных актов на уровне таламуса не связаны друг с другом.

Известно, что вентролатеральное ядро,таламуса, имея топическую проекцию в первичной моторной зоне коры, может, таким путем, проводить импульсы из ядер мозжечка в кору. Таким образом, мозжечок может повлиять на активность корковых нейронов и, через корково-спинальный тракт оказать влияние также на спиналь-ный уровень интеграции. Предполагается, что эта система в первую очередь имеет отношение к координации ооматических моторных функций (Carpenter,l972;Rispal-Padel,Grangebfco,1977; Lamarre, Bruce, 1978 И др.).

МНОГИЄ Исследователи ( Walberg,Jansen,l964;Vooghd,l964;An-aut,Bowsher,l970;Ca:pprnter_fl972; Massion,l973; Asanuma et al., 1974; Asanuma, Hounsberger,1975; Mezey et al., 1979 И др.)

считают, что проекции эфферентов из промежуточного ядра отличаются от таковых из зубчатого ядра. В то же время показаны особенности проекций различных зон этого ядра. Обнаружено, что эфференты промежуточного ядра, в основном, проецируются в 2/3 каудальной (крупноклеточной) части красного ядра. Небольшой пучок волокон, минуя красное ядро, оканчивается в вентролатераль-ном ядре таламуса. Волокна из передних отделов промежуточного ядра, проецируясь в дорсолатеральную область красного ядра, входят, таким образом, в систему сомато-топической организации, которая, начинаясь из паравермальных зон, оканчивается на спиналь-ном уровне (Carpenter, 1972). Волокна из околочервячной коры доходят до передних зон промежуточного ядра и отсюда через верхнюю ножку проецируются в противоположное красное ядро. Задняя часть промежуточного ядра связана с вентромедиальной областью красного ядра. Проекции из промежуточного ядра обнаружены также в передне-вентральном и вентро-постеро-латеральном ядрах таламуса. Заметных проекций промежуточного ядра в неспецифических ядрах не обнаружено. Предполагается, что система волокон из этого ядра больше всего связана с координацией сгиба тельного тонуса.

Эфферентные волокна фастигиального ядра мозжечке, входящие в состав верхней ножки начинаются от каудальной части этого ядра и, предварительно перекрещиваясь в мозжечке, располагаются в его дорсальной части. Основная часть фэсти-гиальных волокон, не участвуя в перекресте верхних ножек, на уровне верхней части ствола мозга образует повторный перекрест, что обеспечивает билатеральную проекцию волокон из фастигиального ядра. Это ядро, посредством нижних и верхних ножек мозжечка, образует обширные связи, охватывающие структуры от рострального таламуса до верхнего шейного сегмента (Thomas et ai.,1956 ). По данным других авторов (етііті et ai. 1962; Карамян и Косарева,

1962 Косарева, 1966; Angaufc a. Bowsher,1970 и др.) при разрушении фастигиального ядра де генерированные волокна, в основном, наблюдаются в вентролатеральном ядре, в интраламинарном комплексе, в ядрах средней линии и, менее интенсивно, в вентробазаль-ном комплексе таламуса. Значительная дегенерация обнаруживается также в сетевидных структурах среднего мозга. Не исключается возможность, что в срединный центр проникают волокна, направляющиеся в вентролатеравьное ядро. Согласно более уточненным данным ( Angaut, Bowsher, 1970; Kievifc,Kuypers1972), ОСНОВНОЙ областью фастигиальных проекций является медиальные зоны вентро-латерального ядра.

Обобщая литературные данные, Аллен и Цукахара (Alien, Tsu-kahara,1974) указывают, что на нейронах зубчатого ядра имеется широкая конвергенция из многих корковых зон. Такого же типа конвергенция в промежуточном ядре менее обширна и, по-видимому, ограничивается корковыми зонами представительства конечностей. Все эти данные говорят о том, что зубчатое ядро может интегрировать сигналы из более широких зон коры больших полушарий, чем промежуточное ядро.

Все сказанное выше говорит о значительном различии в проекциях нео- и палеомозжечковых структур. Если последние двухето-ронни и обильно снабжают вестибулярные и сетевидные структуры, то первые, в основном, являются контралатеральными по отношению к таламусу и имеют крайне скудные связи с сетевидными образованиями мозга. Следует отметить, что в таламусе проекции из всех трех ядер мозжечка довольно широко перекрывают друг друга, хотя и в некоторых случаях имеют четкую топографическую организацию. Для более точного представления всей описанной картины необходимо подчеркнуть, что во многих новых исследованиях подтверждаются старые наблюдения Карреа и Метлера (Carrea,Metier, 1954 )

о том, что в верхней ножке одна из ветвей не перекрещивается, обеспечивая, таким образом, некоторую двухсторонность неомозжечковых проекций. Следует указать, что вопрос о преобладании контра- или ипсилатеральности во влияниях мозжечка все еще нуждается в уточнении. Если с точки зрения анатомической организации путей эта проблема более или менее ясна, то в функциональном смысле она все еще ждет своего окончательного решения, поскольку в электрофизиологических опытах часто записываются билатеральные эффекты. Еще Скулман и Делгадо (Schoolman, Delgado, 1958 ), Ивата и Снайдер ( iwata, Snider,1959) показали преобладание билатеральных реакций в коре в ответ на неомозжечковые раздражения. Такие же результаты были получены у Снайдера и др. ( Snider, Wetzel,1965 ) в исследованиях на человеке. Авторы считают, что билатеральные проекции, выявленные в сетевидном образовании, могут обеспечить указанные выше реакции. Снайдер (1956) допускал также, что билатеральные вызванные потенциалы в коре больших полушарий могут быть опосредованы через неспецифические структуры таламуса. Он считал, что неспецифические проекции мозжечка, главным образом, проходят через срединный центр и центрально-латеральное ядро таламуса. Позже такие проекции были обнаружены также Когеном и др. (Cohen et аі.,1958), Карамяном и Косаревой (1962) и другими.

При изучении роли взаимоотношений мозжечка и больших полушарий В ИНИЦИацИИ ДВИГателЬНЫХ реакций (Evarts,Thach,l969;Thach, 1970а,Ъ, 1972,1975; Brodal,1972;Hor,Willis,1976 И мн.др.) приобретает определенное значение исследование количественных соотношений волокон в церебро-церебелпярных и церебелло-церебральных связях. По данным Гейдари И Томаш (Heidary, Tomasch, 1969 ) у человека наблюдается явное отставание количества выходящих из мозжечка волокон (800*000) от приходящих (20.000.000), что, без-

условно, говорит о большой надежности деятельности коры мозжечка. Фактически, для обеспечения выхода результатов активности коры мозжечка требуется около 5% того количества волокон, которые должны проводить поступающую в мозжечок информацию,

^Q\ Электрофизиологические исследования восходящего влияния мозжечка. Описание истории развития исследований мозжечково-корковых отношений надо начинать с 1912 г., когда был открыт знаменитый "феномен Росси", согласно которому электрическое раздражение мозжечка повышает возбудимость моторной области коры больших полушарий (Rossi,1912). В последующие годы трудами многих поколений нейрофизиологов были раскрыты многие интимные механизмы МОЗЖечкОВО-КОркоВЫХ отношений (Walker,1957,l938b;Moruzzi,I95O, a,b;Ooock,Snider,l953;Kreindler et al.,1958;Snider,Wetzel, 1965;

; Григорьян, 1963; Григорьян и Карамян, 1964; Бекая и Мо-ниава, 1964; Фанарджян, 1966; Бекая, Берадзе, 1978 и мн.др.). Было установлено два принципиально важных факта: если при стимуляции палеомозжечковых структур почти во всех участках коры, диффузно и билатерально, происходит десинхронизация электрокор-ковой активности, то раздражение неомозжечковых образований вызывает синхронизацию указанной активности во фронтальных областях коры и, в основном, имеет контралатеральный характер. В другой серии работ ( Kreindler et al.,1958 ; Фанарджян, Донхофер, 1964; Папоян, 1971а, 1974 и др.) было показано, что электрофизиологическая природа зарегистрированных реакций во многом зависит от частоты применяемых раздражений. В этом отношении заслуживают особого внимания исследования В.В.Фанарджяна (1963, 1964, 1966), где было показано не только важное значение частотного фактора электрических раздражений, но и участие неспецифических структур таламуса в их реализации. Значительный вклад в понимание этого вопроса внесли исследования большой группы итальянских

- 47 -авторов (Fadiga et al.,1964,1966,1967,^968;Manzoni et al.,1967, 1968 ). Ими показано, что эффект синхронизации в коре наблюдается при стимуляции ростро-медиальной зоны фастигиального ядра, а десинхронизирующие влияния - ростро-латеральной области. Было подтверждено также важное значение параметров раздражений (сила тока, частота и др.) и уровня исходной фоновой активности коры для определения конечного результата эффекта. Обсуждая возможные пути передачи фастигиальных влияний, Бава и др.(Вауа et аі., 1966, 1967 ) считают, что при низкочастотных стимуляциях диэн-цефальные диффузно-проецирующиеся элементы могут активироваться, а при высокочастотных - блокироваться. Такая избирательность реакции указанных элементов в отношении частоты стимуляции является функционально предопределяющим фактором синхронизации и десинхронизации корковой активности. Исследуя реакции нейронов большой группы таламических ядер на раздражения ядер мозжечка, Бава и др. (1966, 1967) обнаружили отсутствие реакции в ассоциативных ядрах (ЛД, МД и ЛП) и, наоборот, высокую степень реактивности нейронов ядер средней линии,имеющей билатеральный характер. Было показано также выраженное модулирующее влияние стимуляции ядер мозжечка на активность нейронов вентропостеро-латерального ядра. Интересно отметить сравнительно невысокую эффективность указанных нейронов на одиночные стимуляции ядер мозжечка - около 12%. Средние скрытые периоды реакций этих нейронов на стимуляцию зубчатого, промежуточного и фастигиального ядер составляли 2,3 мс, 3 мс и 4,4 мс соответственно.

Аналогичные исследования, проведенные группой французских

авторов (Angaut,Reymond,l964;Angaut et al.,1968;Conde,1966;Conde Angaut,l970 и др.) методом регистрации потенциалов поля в различных таламических ядрах в ответ на раздражения ядер мозжечка, показали, что эти потенциалы имеют как пре-, так и постсинапти-

ческие компоненты. Сходные потенциалы зарегистрированы ими также во внеталамических структурах, как например, в хвостатом ядре, во внутренней капсуле и бледном шаре. Эти исследования подтвердили моно- и полисинаптическую природу зарегистрированных потенциалов в мозжечково-таламических проекциях.

В 60-ые годы в ряде исследований лаборатории Пурпуры pollen

et al.,1962; Purpura,Cohen, 1962; Purpura et al.,1966a,Ъ,с ) были тщательно изучены нейронные и синаптические механизмы реакции таламических структур при активации мозжечково-корковых путей. Оказалось, что положительной волне, регистрируемой в коре в ответ на раздражение верхней ножки мозжечка, предшествует активация элементов вентролатерального ядра. Эти опыты показали, что на биоэлектрическую активность вентролатерального ядра могут оказать модулирующие эффекты как таламические (медиальные ядра), так и внеталамические (сетевидное образование, кора больших полушарий и хвостатое ядро) структуры. Ими было выявлено также различие в эффектах в зависимости от частоты раздражения неспецифического таламуса. Так, при низкочастотной стимуляции в вент-ролатеральном ядре развиваются длиннолатентные ТПСП и коротко-латентные ВПСП, создающие типичные паттерны последовательных комплексов ответов. При высокочастотной стимуляции неспецифических структур наблюдаются подавление ТПСП и десинхронизация электрон ортикограммы. Саката и др. (1966) обнаружили широкую конвергенцию эффектов из верхней ножки, бледного шара, хвостатого ядра, неспецифических ядер (в особенности, срединный центр и центральное медиальное ядро), а также коры на нейронные элементы вентролатерального ядра. Около 50$ нейронов вентролатерального ядра, реагирующих на стимуляцию верхней ножки, отвечали также на корковые стимулы. В нейронах вентролатерального ядра, идентифицированных корковыми стимулами, были регистрированы моносинап-

тические ВПСП большой амплитуды (Uno et ai, 1970). Совокупность результатов этих исследований свидетельствует о том, что уже на уровне вентролатерального ядра происходит определенная обработка и интеграция афферетных посылок.

Конечно, восходящее влияние мозжечка осуществляется не только через таламус, но и другие подкорковые экстратапамичес-КИЄ структуры. Ли И др. ( Li,Parker, 1969; Ratcheson, Li,1969 ) обнаружили наличие прямых и полисинаптических путей из зубчатого ядра к хвостатому ядру и бледному шару.

Некоторые авторы (Хасабов и Софиадис, 1979) допускают даже возможность прямого выхода эфферентов мозжечка в кору. В то же время, следует отметить, что модулирующее влияние мозжечко-во-таламо-корковой системы реализуется не только в отношении двигательных функций. В большой серии работ Снайдера и др. (Snider et al.,1964,197О,1973,1975,1976; Snider,1975; Shigeyo-shi, Snider, 1966) обнаружили электрические реакции мозга в слуховых и зрительных проекционных зонах в ответ на раздражения различных структур мозжечка. Показано, что электрическое раздражение фастигиального ядра вызывает заметные изменения в импульсной активности нейронов слуховой коры, а также четкие ответы нейронов медиального коленчатого тела большей частью со скрытыми периодами 3-3,5 мс. Фастигиальное раздражение может облегчить также ответы нейронов зрительной коры (попе 17) на световые стимуляции. Следует отметить, что авторы особо отмечают разнонаправленность зарегистрированных нейронных реакций в зависимости от частоты стимуляции. Наблюдались также различные типы постсгимуляционных реакций при частотной стимуляции, длящихся иногда до нескольких секунд. В изученных эффектах нередко записывались угнетающие влияния раздражения мозжечка, часто в виде ТПСП, в особенности в поле 18 коры. Снайдером

- 50 -описаны также прямые связи зубчатого и промежуточного ядер с голубым пятном (1975в), где были обнаружены дегенерированные термина ли после разрушения указанных ядер. Такие же пути описаны им к вентральным отделам среднего мозга и к черному веществу (Snider et ai., 1976). В другой работе Снайдер (1975) показал проекции из червя через фастигиальное ядро к перегородке, где регистрировались двухкомпонентные потенциалы со скрытыми периодами 5-6 мс и 15-20 мс.

Принципиально важными являются исследования, проведенные В.В.Фанарджяном по изучению эфферентных систем мозжечка (1962, 1963, 1964, 1966). Им было показано, что при раздражении определенных областей коры мозжечка (пеглевидной дольки, полушарной части простой дольки, латерального края парамедиальной дольки и других зон), а также его ядер (зубчатого и промежуточного) в моторной и ассоциативной коре записывается электрическая активность типа реакции вовлечения, а иногда также веретенообразная активность, которые сильно нарушаются или полностью исчезают после разрушения срединных ядер неспецифической системы таламуса. Интересно отметить, что такое же подавление или полное исчезновение реакции вовлечения наблюдалось также при разрушении вентролатерального таламического релейного ядра и даже красного ядра. Таким образом, эти исследования фактически впервые доказали существование третьего пути в восходящей мозжечково-корковой активности, наряду с уже известными ранее эфферентными системами мозжечка через вентролатеральное ядро таламуса и ретикулярные структуры ствола мозга, и тем самым заложили основу для последующих исследований.

Кроме уже упомянутых исследований лаборатории Пурпуры, французских и итальянских авторов, за последние годы были опубликованы несколько работ, также затрагивающих эту проблему. Не-

давно Кунитака и др. (Kunitaka et al.,1976 ) обнаружили, что около ад нейронов интраламинарных ядер таламуса полимодально реагирует на раздражение как фзстигиального ядра, так и ипси- и контралатеральных радиальных нервов. Следует отметить, что хотя авторами были исследованы довольно обширные таламические зоны ('# - 6,5 до ^- 8), ими были записаны только б нейронов из 121 зарегистрированных, которые реагируют мономодально на фасти -гиальные одиночные импульсы, в основном, со скрытыми периодами 7-15 мс. Авторы, считая этот фастигио-таламический путь моноси-наптическим, вычислили также скорость проведения в нем, составляющую около 1,46 м/с. Было показано также, что при превышении частоты стимуляции 20 имп/с синхронный ряд ответов нарушается. Ответы некоторых нейронов имели двухкомпонентный характер.

Прямое отношение к обсуждаемой проблеме имеет также серия

работ Сасаки и др. (Sasaki efc ai.,1970,1972а,ъ,1973,4975 ) ^в которой регистрировали так называемые "поверхностные" и "глубинные" таламокорковые ответы в передних и задних зонах сигмовидной извилины, а также в верхне-силъвиевой области коры (только поверхностные потенциалы). Авторы считают, что указанные поверхностные потенциалы сходны с реакцией вовлечения и опосредуются передне-вентральным ядром таламуса, которое, в свою очередь, может моносинаптически активироваться импульсами из ядер мозжечка. "Глубинные" потенциалы регистрируются за счет активации вентролатерального ядра. Этот вывод, в основном, был подтвержден в недавней работе Тегсуро и др. (Tefcsuro efc al,l981a ). В функциональном отношении предполагается, что система связей мозжечок-ассоциативная кора принимает участие в регуляции позы и двигательных актов, параллельно с такой же функцией мозжечковых проекций в моторную кору через вентролатеральное ядро.

Представляет большой интерес исследование эффектов высоко-

частотного раздражения мозжечка на электрические реакции коры, вызванные стимуляцией неспецифических структур таламуса. Результаты указанных выше исследований Фанарджяна показали, что высокочастотная стимуляция мозжечка оказывает четкое модулирующее влияние на потенциалы вовлечения в коре, в зависимости от различных фаз и амплитуд последних, угнетая или, в некоторых случаях, активируя их. В целом, можно сказать, что интенсивность влияния мозжечка или таламуса на реакцию вовлечения находится в прямой зависимости от частоты наносимого раздражения.

1.4. Морфо-физиологические особенности ретикуло-таламических отношений

Ретикулярная формация представляет собой большие скопления нейронов и нервных волокон, простирающихся от верхних шейных спинальных сегментов до теленцефалического уровня. Функциональное значение этой системы, с точки зрения общей интегративной деятельности центральной нервной системы, заключается в контроле над всеми видами сенсорных посылок: в регуляции активности высших отделов мозга, главным образом, коры больших полушарий, в процессах дифференциации и обобщения, в регуляции висцеральных функций, и в создании общего тонуса мозга от бодрствования до глубокого коматозного состояния.

После известных работ Мэгуна и Моруцци ( Moruzzi, Magoun, 19^9; Magoun,l958 )э описавших генерализованное неспецифическое активирующее влияние этой системы на кору больших полушарий, морфо-физиологии ретикулярной системы посвящено огромное количество работ. Главные аспекты этой обширной проблемы хорошо представлены в сборнике под общим названием "Ретикулярная формация мозга" (1958).

Одной из важнейших проблем учения о ретикулярной формации

- 53 -являются ретикуло-тапанические отношения, поскольку таламические структуры играют значительную роль не только в передаче восходящих ретикулярных влияний, но и их интеграции.

Основополагающие сведения о морфологии ретикулярных структур ИМеЮТСЯ ВО МНОГИХ Исследованиях $Joruzzi,Magouii, 194-9; Magoun, 1958; Schelbel a. Scheibel, 1958; 1968; Nauta, Kuypers, 1958; Наумова, 1963; Мариц, 1967 и др.).

Шейбел и Шейбел (1958, 1968) отмечают, что степень перекрытия коллатеральными афферентными сплетениями в ретикулярной формации так велика, что здесь трудно говорить о возможности сохранения специфичности приходящих импульсов. Показано также, что дендрит каждой ретикулярной клетки направляется в соседние поля, создавая, тем самым, отличные условия для широкого взаимодействия. Дендритная масса у больших ретикулярных клеток, имеющих диаметр 50-60 мкм, составляет 75-90%. В связи с чрезвычайно сложным переплетением отростков различных клеток трудно найти какое-нибудь вероятное направление, по которому должны проходить поступающие афферентные импульсы. По мнению Рамон-Молине и Науты (Hamon-Moliner , Nauta, 1966 ) некоторая примитивность организации дендритов в ретикулярной формации, напоминающая дендритные ансамбли беспозвоночных, тоже говорит о возможности широкой гетерогенной конвергенции на них. Шейбел и Шейбел (1968) считают, что каждый ретикулярный нейрон обладает значительным количеством активирующих элементов, которые идут в специфические системы нейроаксиса. Одновременно, есть основания предположить, что ретикулярная система, как первичное сенсорное реле, фильтрует около 90% поступающих афферентных входов.

Имеется также некоторое своеобразие в организации эфферентных систем ретикулярной формации. Аксонные системы ретикулярных нейронов, направляющиеся рострально и каудально по всему осно-

ванию мозга, дают большое количество коллатералей, через которые устанавливаются интенсивные связи со многими уровнями мозга. Шейбел и Шейбел (1958) предполагают, что приблизительно через каждые 100 мкм из аксона выходит одна коллатераль. На аксонах имеются небольшие глобулярные утолщения, которые, по их предположению, являются аксональным аппаратом для установления контактов с окружающими проходящими волокнами. Фактически, подтверждая старые взгляды Кахаля ( Cajai,l9li ), Шейбел и Шейбел не только показали удивительную длинность этих аксонов, но и установили факт о том, что эти аксоны, раздваиваясь, идут как в ростральном, так и каудальном направлениях, одновременно оказывая эффекты на спинальном и подкорковом уровнях. В нейроанатомичес-ких исследованиях Наута и Кыоперс ( Nauta,Kuypers, 1958 ) показано, что группа "таламических" волокон восходящих ретикулярных путей, резко отклоняясь от тракта Фореля, входит в неспецифические интраламинарные ядра и ядра средней линии таламуса, составляя внутриталамический пучок Пейпеца. Еще в 1958 г, Шейбел и Шейбел допускали наличие прямых связей между ретикулярной формацией и ассоциативными ядрами, а также с ретикулярным ядром таламуса.

Следует отметить, что в настоящее время, учитывая многочисленные электрофизиологические и поведенческие исследования, необходимо отдифференцировать друг от друга, по крайней мере, два отдела ретикулярной формации - продолговатого мозга и среднего мозга. Такая гетерофункциональная организация допускается даже внутри этих отделов ретикулярной формации (Нарикашвили, 1958; Hernandez-Peon et al.,1963; Bonvallefc,Newman,Taylor, 1967 ;

Тотибадзе и Чхартишвили, 1969^ Kesner, Keiser, 1973 и др.). Однако, этот вопрос осложняется еще тем, что электрическое раздражение тех же зон, в зависимости от частоты стимуляции, может

вызывать различные эффекты на корковую активность (Moruzzi,Ma-goun,194-9; Favel et al., 1961 ;Mancia efc а1,1974аи др.). В СВЯЗИ с этим Манчия допускает, что, по всей вероятности, это можно объяснить существованием прямых ретикулярных связей с ядрами медиального таламуса. В то же время, нельзя не учитывать возможную роль в этих процессах экстраталамических проекций в субталамусе и гипоталамусе (Nauta, Kuypers,l958; Scheibel a, Scheibel, 1958; :, Судаков, 1965; Chi,i970;Lyncii et ai.,1973). Предполагается, что известный антагонизм бульбарных и мезэнцефалических ретикулярных структур выражается деактивирующим влиянием первой и, наоборот, активирующим - второй. Манчия и др. (Mancia еь al,1974а) при внутриклеточных исследованиях показали, что между этими двумя отделами существует мезэнцефало-бульбарно-мезэнцефальная система обратной связи, которая контролирует ретикулярный гомеостаз. Прогрессивное увеличение коллатеральных элементов аксонных систем, отходящих от ретикулярной формации в ростральном и каудальном направлениях, создает последовательные синаптические задержки (0,3 мс и 0,6 мс каждая), которые замедляют передачу импульсов (Scheibel, Scheibel,1968 ), что еще ранее, в 1957 г. было показано в электро(изиологических исследованиях Эйди и др. (Adey efc al., 1957). Благодаря как активирующему, так и тормозящему влиянию ретикулярных эфферентных волокон,функциональная мозаика процессов передачи ее импульсов имеет в высшей степени осложненную структуру. Внутриклеточные исследования Маньи и Виллиса с идентификацией нейронов ( Magni a. Willis,1963 ) показали, что некоторые аксоны доходят до коры больших полушарий, вызывая там моносинаптические ответы. Большинство же эфферентных волокон посредством синаптических переключений на уровне продолговатого и среднего мозга образуют олиго- и полисинаптический путь. До 50$ этих нейронов, в особенности, крупных, проецируются в обоих

направлениях путем разветвления аксонов.

Уже на ранних этапах возникновения учения о ретикулярной формации понятие о ее неспецифическом активирующем влиянии было связано с широкораспространенной десинхронизацией по всей коре, которая наблюдалась в ответ на электрическое раздражение ретикулярных структур (Moru2zi,Magoun, 194-9; Magoun,1958 ). Эта точка зрения, общепринятая в течение многих лет, основывалась на двух главных принципах - обширность этих "неспецифических" активирующих влияний в корковых полях и некоторая однотипность указанных эффектов в условиях разнообразных стимуляций (Анохин, 1962). Описанное впоследствии Джаспером (Jasper, 194-9,1954-) существование другой - таламической активирующей системы, вызывающей менее обширную десинхронизацию в коре, поставило новые задачи перед исследователями, обострив внимание на необходимость детального изучения ретикуло-таламических отношений.

Обобщая данные большой группы исследователей, Моруцци (Мо-ruzzi,1962)пришел к выводу, что в ростральной части моста существует область, имеющая важное значение для поддержания состояния бодрствования.

Так как ретикулярная формация занимает значительное пространство в стволе мозга, то в исследованиях многих авторов нередко были получены противоречивые результаты, возможно в связи с тем, что, по всей вероятности, раздражались точки различного функционального значения, благодаря чему в орбиту активации могли вовлекаться проходящие проводящие пути. Определенное значение придавалось также интенсивности стимуляции ретикулярных структур. Однако, следует указать, что Нарикашвили и др. (Нарикашви-ли, 1966; Нарикашвили и др., 1966) в серии опытов показали, что при увеличении интенсивности раздражения ретикулярной формации

ш 57 -

(силы тока и частоты) не наблюдается извращения регистрируемых реакций в коре. Обнаруживается только облегчающее влияние, которое параллельно с увеличением интенсивности раздражения усиливается. В связи с этими результатами привлекают внимание данные Швйбеля и Шейбеля (1971) о том, что если у взрослых кошек высокочастотная стимуляция (100-300 гц) ретикулярных структур основания мозга вызывает реакцию десинхронизации, то эта способность значительно слабее в раннем онтогенезе (до 20-дневного возраста) , когда такая реакция вызывается только низкочастотным раздражением (10 Гц), которая к тому же быстро исчезает при повторных его применениях.

Нейроны ретикулярной формации отличаются способностью к адаптации на повторные раздражения. По-видимому, это не связано с утомляемостью, так как те же ретикулярные нейроны могут реагировать на стимулы из другого источника ( Sciieibei,Scheibei,l968 ). Природа такого ослабления реакции не очень ясна. Во всяком слу-чае, как показали опыты Сегундо и др. ( Segundo et ai.,1967), потеря способности реагировать не связана с развитием ТПСП, который подавляет постсинаптическое возбуждение. Более вероятно, что это связано с постепенной деградацией процесса возбуждения благодаря его прогрессивному ослаблению на уровне "первичных" синапсов. Опыты Шейбел и Шейбела (1968) показали, что такое ослабление реакции начинается через 1-3 мин, когда нейрон перестает реагировать на повторные стимулы.

Результаты многих исследований говорят о том, что нейроны ретикулярной формации, в особенности ее медиальных областей, участвуют в образовании ее восходящих путей (Brodal,l957;Rossi, Zanchetti,l957; Naufca,Kuypers,l958; Scheibel_fScheibel, 1958; Dila,l971 ;Buser,Howarth,l972i др.). На уровне мезэнцефзльно-диэн-цефального узла происходит разделение этого пути. Одна его часть,

проходя центральное, направляется к гипоталамусу, а другая -оканчивается в таламусе, главным образом, в интраламинарных ядрах. Восходящие эфференты из гигантоклеточных областей сетевидного образования проецируются в срединный центр. Исследования некоторых авторов Urbe-Fessard,Kruger,l962; Bowslier,l966 и др.) показывают, что гигантоклеточное ядро является истинным реле для спинальных афферентных импульсов, возникающих в ответ на соматосенсорные раздражения и проецирующихся в ядре срединного центра. Боуше (1966) считает, что этот прерывающийся путь, в физиологическом смысле имеет более важное значение, чем прямой спино-фасцикулярный тракт.

Имеются также электрофизиологические исследования, показывающие проекции мезэнцефалических зон ретикулярной формации в неспецифические интраламинарные ядра и ядра средней линии. По данным Дила ( Diia,l974 ) значительное количество нейронов срединного центра активируется в ответ на одиночные стимулы ретикулярной формации со скрытыми периодами от 2 мс до 12 мс, а в некоторых случаях с более длинными скрытыми периодами от 18 мс до 100 мс. В этих опытах 67% нейронов имели тормозный тип реакции. Алб-ФЄССар И ІИЛЛ6 ( Albe-Fessard,Gillet, 1961 ) подчеркивают, что торможение является важным фактором в реакциях нейронов срединного центра. В связи с этими данными заслуживают вни-мания результаты Боуше и др. ( Bowsher et аД.,,1968) о том, что количество тормозных эффектов увеличивается ростральнее мезэнцефалических ретикулярных и талаЕйческих (срединный центр) областей. Некоторые авторы (Кирзон и Каплан, 1976; Ониани, 1975) показали, что тормозные эффекты раздражения ретикулярных структур среднего мозга выражаются заметным угнетением амплитуд потенциалов в таламусе и коре в ответ на периферические раздражения. Изменение импульсной активности нейронов срединного центра в от-

вет на стимуляцию ретикулярных структур среднего мозга (Ю-100 гц) показано также в исследовании Урабе и Таквши (Urabe,a?akashi, 1966). Эндо и др. (Endo et al.,1981 ) записали в проецирующихся в мшторную кору нейронах некоторых таламических ядер, в том числе и в срединный центр-парафасцикулярном комплексе, моносинап-тические коротколатентные МІСІІ с довольно высокой аксонвльной проводимостью в ответ на ретикулярные раздражения. Авторы указывают, что в тех же ядрах записываются коротколатентные ТПСП с относительно низкой скоростью проведения.

Известно, что во время реакции пробуждения, возникающей при высокочастотном раздражении ретикулярных структур, происходит значительное увеличение вызванных ответов в коре на таламические или периферические стимулы. Стериаде (steriade, 1970) также описывает значительное усиление ответоспособности специфических ядер таламуса и корковых областей в условиях стимуляции восходящих диффузных систем. Он считает, что усиление быстрых ритмических реакций на световые вспышки под влиянием ретикулярных или неспецифических таламических раздражений (steriade,Demetrescu, 1960), а также описанное Линдслей (Lindsley,l962, 1970 ) облегчение восстановления зрительного восприятия во время реакции пробуждения, являются физиологическими коррелятами одного и того же интегративного процесса восприятия. Представляют большой интерес также более поздние работы Стериаде и сотр. (steriade et ai.,1977а,Ъ), где показано наличие моно- и олигосинаптических связей между ретикулярной формацией среднего мозга и ассоциативными ядрами таламуса. Им же показана способность исследованных нейронов следовать коротколатентными разрядами за импульсами низкочастотной (до 15 имп/с) стимуляции. Стериаде и др. (steriade et а1.1977Ъ) обнаружили, что средние показатели активности идентифицированных таламо-корковых нейронов во время спонтанной

или вызванной раздражением мезэнцефалической ретикулярной формации активации ЭЭГ увеличиваются и, наоборот, синхронизация ЭЭГ сопровождается их уменьшением.

Имеется также ряд исследований о связях ретикулярной формации с ретикулярным ядром таламуса. Так, например, в работе Шми-леау ( Schmieiau, 1978) показано, что частотное раздражение ретикулярной формации среднего мозга угнетает фоновую активность 60% нейронов таламического ретикулярного ядра в течение приблизительно 190 мс. Наблюдается также другой тип угнетающего влияния - уменьшение количества разрядов в ответных реакциях нейронов. Дальнейший ход экспериментов показал, что часть этих клеток составляют интернейроны. Тейп и др. (Theii et ai.,1972 ), показали модулирующее влияние мезэнцефальных ретикулярных стимулов на активность нейронов в латеральном коленчатом теле и зрительной коре. Оказалось, что если при низкочастотной стимуляции наблюдается увеличение потенциалов, то при высокочастотной, наоборот, их уменьшение.

Относительно эффектов стимуляции мезэнцефалической ретикулярной формации на центральную зрительную систему имеется достаточное количество работ ( Pecci-Saaveura et 3^.,1966; Fuster, Ueyda, 1962;Munson,Graham, 1971; Barlett,Doty, 1974- И мн.др.). Учитывая предположения о том, что эти эффекты связаны с процессами "внимания", "бодрствования и готовности к действию", Фюстер и Уиеда (1962) обнаружили, что короткая стимуляция этой области ретикулярной формации заметно повышает способность макак к дискриминационным реакциям. Сумитомо и Хаяаши ( Sumitomo,Hayashi,1967 ) Мунсон и Грахам ( Munson,Graham ,1971 ) считают, что с точки зрения функциональной интеграции этих влияний можно предположить, что они вовлекают всю геникуло-колликулярную систему.

Серии работ Доти и др. (Barlett et а1_#І973|І974-; Wilson et

аЗ.І9?3)также посвящены модулирующим влияниям этих раздражений на таламические зрительные структуры. Барлетт и др. отмечают то обстоятельство, что указанное облегчающее влияние в условиях выраженного бодрствующего состояния мозга (Full alert ) заметно ослабевает. В то же время авторами подчеркивается, что во всех случаях описанное модулирующее влияние имеет тонический характер. В связи с тем, что истинный источник этих влияний и пути их передачи окончательно не выяснены, Уилсон и др. (Wilson et ai.,1973) провели опыты с маркированием точек стимуляции ретикулярной формации среднего мозга. Оказалось, что раздражение тех же точек вызывало как облегчающие, так и угнетающие эффекты. При одиночных раздражениях эффективные точки были более локализованными. В условиях частотной стимуляции эти зоны заметно расширялись. В целом, авторы указывают, что более эффективными, по-видимому, являются центральные зоны. Тем не менее вопрос о влиянии стимуляции этих областей на определенные типы зрительной информации все еще не совсем ясен, что особо подчеркивается Барлеттом и Доти ( Bariett, Doty, 1974 )

Нарикашвили и сотрудниками проведены интересные исследования по выяснению различных сторон восходящей активности ретикулярной формации (1962, 1963а,б,в, 1965а,б,в,1966,1966,1967). Ими показано, что на фоне активации ретикулярной формации, вызывающей десинхронизацию корковой ЭЭГ, на длительное время происходит значительное возрастание амплитуд вызванных на периферические стимулы корковых потенциалов. Оказалось также, что происходит еще один качественный сдвиг: если до раздражения ретикулярной формации корковые нейроны не следовали за импульсами ритмического раздражения, то на фоне такой стимуляции наблюдается значительное повышение этой способности нейронов (Нарикашвили и др., 1963а,б и 19666). Облегчающее влияние ретикулярных

раздражений проявлялось также в учащении импульсной активности нейронов в коре больших полушарий и мозжечка, наружном коленчатом теле и гиппокампе (Нарикашвили, 19636,в^ 1971 ).

Манчия И др. (Mancia efe al.,1971а,"b,1974а,Ъ; Мапсіа, 1974)

в серии исследований подробно изучили не только некоторые ней-ронно-синаптические механизмы ретикуло-таламических отношений, но и не менее важный вопрос о различном функциональном значении каудальних и ростральных отделов ретикулярной формации. Было установлено, что существует четкая взаимосвязь между бульбо-мос-товым и среднемозговым отделами ретикулярной формации (мапсіа efe al., 1971а ). При стимуляции бульбо-мостовой ретикулярной формации реагировало более 60% нейронов ретикулярной формации среднего мозга. Записывались как ВПСП, так и ТПСП (около 1/3 реагирующих единиц) длительностью до 20-40 мск. Регистрировались также комплексы "ВПСП-ТПСП". При обратной постановке опытов, т.е. стимуляции мезэнцефалических структур, наблюдалась более высокая ответоспособность бульбо-мостовых нейронов - до 90%, имеющих возбудительный или смешанный тип реакции. Авторы предполагают, что взаимосвязь между ростральными и каудальными отделами ретикулярной формации обеспечивается как моно- так и полисинаптичес-кими путями и что при реципрокном ретикуло-таламическом контроле между ростро-каудальными структурами основания мозга разыгрывается тесное взаимодействие. Важнейший результат другой работы Манчия и др. (Mancia efe а1.1971Ъ) заключается в том, что при внутриклеточных исследованиях показано преимущественно тормозящее влияние мезэнцефалических стимулов на активность интралами-нарных ядер таламуса в отличие от бульбарных раздражений, вызывающих облегчающие эффекты моно- и полисинаптической природы. Дальнейшие исследования показали, что если низкочастотное раздра-

m 63 —

женив ретикулярных структур основания мозга вызывает в нейронах медиального таламуса коротколатентные ответы (1-5 мс) типа ВПСП, за которыми часто регистрировался ТПСП, то высокочастотное раздражение оказывает эффекты смешанного типа. Характерно, что в ответ на низкочастотную стимуляцию мезэнцефалических структур, наоборот, регистрируются длиннолатентные и продолжительные ТПСП. При переходе к высокочастотной стимуляции наблюдается почти полная блокада фоновой активности нейронов медиального таламуса (Mancia eb а1,,^Э7^₉Ь ).

В исследованиях по изучению опосредывающих путей передачи соматических импульсов в некоторые подкорковые структуры Диец-Мартинец и др. ( Diez-Martinez eb ai., 1976 ) показали, что сенсорная информация, поступающая в клиновидное ядро, как минимум, передается двумя группами волокон, выходящих из мезэнцефальной области ретикулярной формации. Авторы считают, что одна из этих групп проходит через неспецифическое центрально-медиальное ядро, а другая - через ретикулярное ядро таламуса. Однако, следует иметь ввиду, что, по некоторым данным, пути, связывающие эти области с медиальным таламусом, имеют довольно низкую скорость проведения. Роперт и Ствриаде ( Roperb, Sberiade, 1981 ) показали, что хотя 33% нейронов медиального таламуса синаптически реагирует на одиночные стимулы мезэнцефалической ретикулярной формации со скрытыми периодами от 1-5 мс до 20 мс, однако, в исследованиях с антидромно идентифицированными нейронами оказалось, что многие из них отличаются низкой скоростью проведения -3,5-4,6 м/сек.

Таким образом, все вышеприведенные данные указывают на существование прямых и полисинаптических связей между ретикулярной формацией среднего мозга и многими неспецифическими ядрами таламуса.

1.5. Морфо-физиологические особенности эфферентных связей неспецифической системы таламуса

В большом количестве нейроанатомических, нейрофизиологических и, в особенности, электрофизиологических экспериментальных и обзорных работах подчеркивается, что в отличие от специфических таламических структур, неспецифические ядра таламуса имеют сравнительно диффузную, малодифференцироваиную корковую проекцию. Важно отметить, что даже во многих старых исследованиях не отрицалась возможность прямого выхода этих ядер в кору ( Lorente-de-N0,1938; Jasper et а1.195;Яуринян, 1965а,б; Адрианов, 1966;Bow-sher, 1966; Krupp,Monnier, 1966 и мн.др.). Обобщая результаты указанных и многих других исследований можно сказать, что эфферентные связи неспецифической системы таламуса можно разделить на 4 группы: а) внутриталамические связи; б) связи с базальными ганглиями; в) связи с другими подкорковыми ядрами и г) связи с различными областями коры больших полушарий.

Морфологические исследования неспецифических таламо-корко-вых связей не внесли определенную ясность в этом вопросе ^alker, 1938а; Nauta,W3iitlocls:,l954-; Zager,1962;Krupp,Mormier, 1966 и др.),

в основном, из-за недостаточной надежности применяемых методов. Все же можно сказать, что в результате этих опытов, в принципе, подтвердился факт прямых корковых выходов неспецифических эффе-рентов. Руз и Вусли (Rose, Woolsey,l958 ) считали, что основные проекции срединный центр-парафасцикулярного комплекса обнаруживаются в скорлупе, однако, некоторые, связанные с этими волокнами коллатерали, доходят до коры. Фактически такого мнения придерживается также Боуше ( Bowsher, 1966 ). в ряде случаев оказалось, что небольшое отклонение от общепринятых норм таких опытов, например, продление послеоперационного срока для выявле-

ния дегенеративных процессов, существенно влияет на результаты наблюдений. В таких измененных условиях опыта были описаны хорошо выраженные связи между срединным центром и различными областями сильвиевой коры, в основном, в У и УІ слоях, а также в Ш и ІУ слоях (Тотибадзе и Мониава, 1969). Противоречивость взглядов по этому вопросу не ограничивается данными, полученными у животных. После целого ряда исследований, в том числе и у ЛЮДвй ( Walker, 1938а, Sheps,194-5; Powell,1952; Peacock, Combs, 1965; White,1979 было высказано предположение, что если большая часть таламуса проецируется в кору, то этого нельзя сказать о структурах средней линии и интраламинарных ядер. При изучении этой проблемы следует отметить,еще одно важное обствятельство: пока что не совсем ясно, какие корковые нейроны получают, как обозначает Уайт ( White, 1979), "чистые" таламические проекции. Так как через таламус проходит большое количество афферентных путей, при его стимуляции могут активироваться не только "чистые" таламо*корковые нейроны, но и эти проходящие пути, часть которых достигает коры больших полушарий. Есть данные о том, что на дендритах и клеточных телах безшипиковых клеток сомато-сенсорной и моторной коры оканчиваются аксотерминали из таламуса ( Jones,Powell,1970а,Ъ; Chow, Spear, 1974 ). Кристенсен и Эбнер ( Christensen, Ebner, 1978) комбинацией методов внутриклеточных исследований и пероксидазы, путем селективного окрашивания корковых клеток, показали, что пирамидные и непирамидные нейроны третьего слоя моторной коры получают прямые таламические проекции. Забегая вперед, скажем, что электрофи-зиологические исследования вообще, а в отношении таламо-корко-вых связей в частности, страдают одним общим недостатком. Многие корковые нейроны помимо "чисто" таламических входов, получают также другие, очень часто, тормозящие контакты, которые

могут существенно задержать регистрацию таламо-коркового ответа. В опытах Хеллуег и др. (Heiiweg et ai.,1977) оказалось, что если одновременно регистрировать корковый ответ и ответ из таламо-коркового волокна, то часто корковая реакция регистрируется на 5 мс позже волоконной, таким образом, создавая впечатление ди-или полисинаптического ответа.

Киллаки и Эбнер (Kiiiackey,Ebner, 1972 ) полагают, что существуют две параллельные проекции специфической и неспецифи-ческой природы в одни и те же корковые области. Несмотря на заметное перекрытие зон между ними в коре, наблюдается также их разделение в различных ее слоях ("Laminar separation ")» которое, таким образом, обеспечивает раздельное влияние этих систем на каждый данный "столбец" коры. Авторы считают, что такая конструкция указанных двух таламических проекций обнаруживается во многих корковых зонах. По данным тех же авторов неспецифические проекции в кору, давая коллатерали почти во все корковые слои, в особенности в УІ слой, оканчиваются в первом слое. Вслед за Лоренте де Но (1938), обозначавшим эти проекции как "множественные", они называют их "широкораспространенными". Недавно Уайт в обзорной статье ( White,1979) показал, что около 70-90% аксон-терминалей из таламуса синаптируют с дендритами, не уточняя тип этих нейронов. Почти аналогичные данные были получены также в

некоторых ДРУГИХ Исследованиях (lTauta,Whitlock, 1954; Murrey,

1966 ', .Hobiner, 1969; Walsh,ЕЪпег, 1973 ^и ДР»)» проведенных на различных животных.

Многие исследования последних лет доказывают, конечно, с некоторыми уточнениями, основную мысль Уокера ( Walker,1938а) о том, что почти все таламо-корковые входы имеют также обратные корково-таламические проекции (Auer,l956;Bowsher,l966;Mehler, 1966а;b;Rinvic,1968а,b;Urahe,Ito,1968;Collwell,1973; ДУРИНЯН,

1975; White,1979 и др.). Эта концепция, по-видимому, одинаково справедлива для обеих таламических систем.

Морфологический аспект таламо-корковых связей получил более надежную базу благодаря применению метода обратного транспорта пероксидазы хрена. Эти недавно начатые исследования (Jones, Lea-vifct,l973; Ralson,Sharp,1973; Eussel et al,,1979;White,1979;Chris tensen,Bbner,l978; Елисеева и др., 1981; Толченова и др., 1981; Ермолаева и др., 1979, 1981; Шихгасанова, 1982 и др.)*постепенно вносят некоторую ясность в эту проблему. Все эти работы показали бесспорность существования неспецифических таламо-корковых связей, хотя, в отношении отдельных неспецифических ядер, в частности, срединного центра (Елисеева и др., 1981) все еще существуют некоторые сомнения.

Начало интенсивных электрофизиопогических исследований неспецифических таламо-корковых связей безусловно связано с обнаружением феномена реакции вовлечения, описанного Демпси и Мори-соном ( Dempsey,Morisom, 1942а,ъ ). Эта реакция характеризуется: а) постепенным увеличением и последующим уменьшением амплитуд отрицательных корковых потенциалов в ответ на применение низкочастотной стимуляции неспецифических ядер таламуса; б) заметно большим скрытым периодом (10-15 и больше мс) и длитель -ностью (20-35 мс); в) относительной диффузностью. Различные особенности реакции вовлечения, ее сходство с другими ритмическими проявлениями корковой активности, в частности веретенной активностью, изучены или подробно обсуждены во многих работах ( Jasper, 1954-і Нарикашвили, 1962; purpura,Shofer,i96З;Дданян, 19656; KruppjMonnier, 1966 ? Гусельников и Супин, 1968 и мн.др.). Исследования неспецифической таламической проекции в кору тесно переплетаются с проблемой механизмов ритмической активности в таламо-корковой системе вообще и, реакцией вовлечения в частное-

ТИ. Уже Первые экспериментальные данные ПО ЭТИМ вопросам (Mori-son, Dempsey, 194-2; Arduini,Terzuolo, 195^ і НарикашВйЛИ И др., І965в и мн.др.) со всей ясностью показали, что именно таламичес-кий уровень активности ответственен за ритмические процессы нарастания-убывания в коре. Эта способность, по-видимому, свойственна многим таламическим ядрам. Еще в 1964 г. Андерсен и Сире ( Andersen,Sears, 1964) показали, что все главные таламические ядра могут вызывать ритмические разряды в коре. Оказалось, что даже после удаления ядер средней линии и интраламинарных ядер спонтанные барбитуровые веретена ни в таламусе, ни в коре почти не нарушаются. Реакции типа вовлечения характерны не только для поверхностных отрицательных потенциалов, но и для глубоких положительных потенциалов, которые могут регистрироваться вплоть до белого вещества. В другой работе Нарикашвили (1971 ) было показано, что при введении стрихнина в раздражаемые неспецифические таламические ядра наблюдается заметное усиление корковой реакции вовлечения. В связи с этими данными следует указать на исследование Лучковой и Шерстова (1977), показавших, что при новокаиновой блокаде отдельных неспецифических ядер, в частности структур средней линии, происходит обратимое изменение пространственной синхронизации потенциалов коры. Не останавливаясь на разборе большого количества литературных данных по выяснению таламических механизмов синхронизации корковой активности, все же считаем необходимым кратко изложить основные результаты исследований лабораторий Экклза и Пурпуры, лежащие в основе наиболее приемлемой гипотезы ПО ЭТОЙ проблеме. В ряде работ ( Andersen,Eccles, 1962;Andersen, Eccles,Sears,1964;Andersen,Sears,1964;Eccles,1965;Andersen Per, 1966; Eccles, 1966; Andersen, Manson,l97D было показано, ЧТО одиночный импульс вызывает в таламических структурах серии комплексов ВПСП-ТПСП частотой в 7-12 в I сек. При этом оказалось,

что в оптимальных условиях длительность этих ТПСП составляет 120 мс. Дальнейшие исследования показали существование аналогичных явлений в таламических ядрах при развитии реакции вовлечения. По мнению авторов нейронно-синаптические механизмы этих циклических процессов можно объяснить включением в действие возвратных аксонных кодлатералей, которые могут активировать тормозные интернейроны и, таким образом, "фазировать" возбуждение таламо-корковых единиц. Большая серия исследований Пурпуры И сотрудников (Purpura,Housepian,1961;Ригрш?а,Cohen,l962;Purpu-ra,Shofer,l963; Purpura et al.,1965; Purpura, 1969, 1972,1975), в основном, были посвящены взаимоотношениям между специфическими и неспецифическими ядрами в процессах синхронизирующей активности. Важнейший факт, сбнаруженный в этих исследованиях, заключается в том, что в ответ на раздражение неспецифических таламических структур в нейронах релейных ядер возникают длиннола-тентные (до 40 мс) ТПСП). Эти ТПСП, которые при применении низкочастотной стимуляции усиливаются и сопровождаются ВПСП, оказывают модуляторное и блокирующее влияние на таламо-корковую передачу. По мнению Пурпуры (1969) комплексы "ВПСП-ТПСП" являются основным синаптическим механизмом (в 70% случаев) в процессах синхронизации. В этих же исследованиях было показано, что длительность указанных ТПСП может колебаться от 80 мс до 150 мс. Конечно, мозаика нейронно-синаптических процессов в таламических структурах значительно сложнее, чем вышеизложенные схематические представления, не говоря уж о том, что некоторые из этих положений нуждаются в экспериментальном уточнении. Остается еще добавить, что Шейбел и Шейбел (1966в, 1967, 1972а), а вслед за ними и некоторые другие авторы (Schlag,Waszac,1970,1971;Pri-gyesi,1972; Waszac, 1973, 1974- и др.), считают, что роль тормозящей структуры в фазировании таламо-корковой активности вполне

может играть также ретикулярное ядро таламуса с помощью своих обратных аксонных коллатералей. Эта гипотеза подкреплена определенным фактическим материалом. В одной из своих работ Пурпура (1969) особо подчеркивает сложность ходологического аспекта этой проблемы, т.е. вопрос о том - каким образом созданный в таламусе процесс рекрутирования и вообще таламические эффекты передаются в кору. Следует указать, что хотя мы привыкли к термину "диффузная проекция", однако, эта "диффузность" отнюдь не означает однотипность. Давно уже известно, что реакция вовлечения в различных корковых зонах значительно отличается друг от друга по некоторым электрофизиологическим параметрам. Еще в 1955 г. Джаспер и др. ( Jasper eb аі.,1955) показали, что записанные в первич ных проекционных зонах коры реакции вовлечения являются более низковольтными и лябильными, чем в других областях. В то же время, сложная организация синаптичееких связей корковых окончаний неспецифических ядер создает оптимальные условия для их взаимодействия СО специфическими ЭфферентаМИ ( Purpura, Shofer,l963 , Дуринян, 19656*, Адрианов, 1966; White, 1979 и др.). По-видимому, эти две системы имеют раздельные корковые выходы. Ямагучи ( Yamaguch.i,l975 ) отмечает, что потенциалы реакции вовлечения в ответ на раздражение центрально-латерального ядра характеризуются большими скрытыми периодами и имеют монофазную отрицательную форму иногда с предшествующей небольшой положительностью. В этих исследованиях вызывают большой интерес данные, свидетельствующие о том, что при введении препарата диазепама надолго подавляются вторичные отрицательные волны реакции усиления (вызванные стимуляцией вентролатерального ядра), в то время, как отрицательные волны реакции вовлечения не затрагиваются. В серии работ с вне- и внутриклеточной записью, а также путем послойного анализа потенциалов в коре Сасаки и др. (Sasaki eb al.,1970, Sta-

unton, Sasaki,197^) показали, что если реакция усиления является последовательным выражением глубокого и поверхностного тала-мо-коркового ответа, то реакцию вовлечения можно считать "чистой формой" поверхностного таламо-коркового ответа. Большое значение для выяснения физиологических механизмов неспецифических корково-таламических связей имеют начатые еще в 1950-х годах работы по исследованию реакции нейронов коры на стимуляцию различных ядер этой системы.

Иоселиани и др. (1980), сопоставляя эффекты специфических (медиальное коленчатое и вентропостеролатеральное ядра) и неспецифических (срединный центр) стимуляций, пришли к выводу о более сильном влиянии последних на активность нейронов коры. Андреева и др. (1977) обнаружили несколько своеобразную взаимосвязанность между корой и таламусом. В сенсомоторной области коры показано наличие низкопороговых зон, похожих на такие же зоны в срединном центре, вентропостеролатеральном ядре и ретикулярных структурах среднего мозга. Авторы считают, что эти низкопороговые очаги, запуская неспецифическую систему активации, участвуют в анализе сигналов, поступающих в мозг.

Сопоставляя некоторые параметры ответов нейронов коры на специфические (латеральное коленчатое тело), ассоциативные (по-стеролатеральное ядро) и неспецифические (центральнолатеральное ядро) раздражения, Морилло (могіїїо, 1961) констатирует более длинные скрытые периоды в последнем случае и заметное непостоянство этих реакций.

Еще в 1956г. Ли и др. (ы еъ а1.,195б) методом послойного анализа показали, что если специфические ответы в сенсомоторной коре являются поверхностно-положительными и становятся отрицательными в ее глубоких слоях, то "неспецифические" реакции, наоборот, в начале поверхностно-отрицательны, а положительность

появляется в нижних слоях коры, начиная с глубин 600-1200 мик. Скрытые периоды этих ответов колебались от 15 мс до 40 мс. Было показано также, что по мере увеличения частоты раздражения от 3-х до 6-8 имп/сек, постепенно увеличивается также число разрядов во внеклеточно регистрируемых реакциях нейронов. Авторы отмечают некоторое укорочение скрытых периодов нейронных реакций после нескольких ударов низкочастотной стимуляции, которые, однако, никогда не были меньше 10 мс. Морилло (Могіїїо, 1961 ), наоборот, наблюдал увеличение скрытых периодов в середине раздражения по сравнению с его началом. Ли и другими было показано также учащение фоновой активности нейронов во время отрицательных потенциалов реакции вовлечения и их уменьшение в интервалах между ними. Как в этой, так и в другой работе Ли ( Ы,195ба,ъ ) наблюдал облегчающие эффекты стимуляции срединного центра в основном, на нейронах, которые реагировали на раздражение специфических ядер (ВПЛ) таламуса. Однако, стимуляция не специфической системы таламуса может оказать также угнетающий эффект (Кгирр, Мошііег, 1963; Schlag, Chaiiiefc,l963; Шуранова, 1965 и др.). Предполагается, что эту функциональную двойственность можно объяснить вовлечением ретикулярных структур при стимуляции неспецифических ядер. Угнетающие эффекты такой таламической стимуляции показаны также на корковую веретенную активность (Нарикашвили, 1972,1975). Крупп и Моние (Кгирр,Мошііег,1963 ) показали, что низкочастотное раздражение интраламинарных ядер оказывает угнетающее влияние на 1/3 изученных нейронов коры. При повышении частоты стимуляции у 60% нейронов наблюдается облегчающее влияние, а увеличение длительности раздражающих импульсов до I мс и 5-Ю мс приводит к углублению эффектов угнетения. Авторами было показано синхронизирующее влияние (24%) низкочастотной стимуляции на фоновую активность нейронов моторной зоны коры. Некоторые из этих резуль-

татов дали основания Моние и Круппу, а также другим авторам

(Creutzfeldt,196l; Tisso,Moimier,l959 ) говорить О двух противоположных системах в одном и том же таламическом субстрате. В этой связи заслуживают внимания данные Поллена (pollen, 1964) о том, что при одних и тех же параметрах раздражения интраламинарного таламуса в нейронах сенсомоторной зоны коры (глубина 1000-3000 мик) записываются как ВПСП, так и ТПСП. Если длительность ВПСП равнялась 80 мс, то ТПСП длилась 180 мс, а иногда даже до 280 мс. Важно отметить, что эти ТПСП начинались через 10-30 мс после начала волн реакции вовлечения, что, по-видимому, показывает вторичное их происхождение, возможно, через коллатеральные или интернейронные системы. Различные проявления нейронных и синаптических реакций в соматической коре изучены во многих исследованиях Сторожука (1969, 1970, 1971, 1974а,в, 1976). Им показано, что в отличие от стимуляции специфических структур таламуса (ВПЛ) при раздражении неспецифических ядер регистрируется медленноразвивающийся ВПСП продолжительностью до 60 мс и умеренная гиперполяризация. Автор считает, что роль ТПСП в коре в формировании отрицательной фазы вызванных потенциалов в ответ на стимуляцию ядер таламуса незначительна. Различия ВПСП в коре при специфической и неспецифической стимуляциях автором объясняются типами связей между этими системами и корой, имеющими преимущественно аксосоматический или аксодендритический характер. Заслуживают внимания наблюдения авторе о том, что при последующих раздражениях постепенно увеличиваются скрытые периоды реакций корковых нейронов.

Некоторые аспекты реакций корковых нейронов на раздражение неспецифической системы таламуса изучены в исследованиях груп-ПЫ ЯПОНСКИХ авторов (Akimoto et al.,1958; Torii efc al.,l960a, Ъ; Еайо,19б2). в этих работах показано, что реакции корковых

нейронов на стимуляцию различных неспецифических структур таламуса в количественном отношении значительно отличаются друг от друга. На основании чего можно сделать три основных вывода: а) по-видимому, имеется определенная корреляция между реакциями исследованных областей коры - моторной, сенсомоторной, ассоциативной и надсильвиевой; б) наблюдаются хорошо выраженные облегчающие влияния неспецифических структур таламуса на нейронные реакции, вызванные специфическими таламическими раздражениями; в) в трех вышеуказанных корковых областях зарегистрированы выраженные синхронизирующие эффекты, что совпадает с наблюдениями

ряда авторов ( Starzle,Wliiblock,1952;Jasper et al.,l955;Krupp, Monnier, 1963И др.). Акимото И Крютцфельдт ( Akimobo, Creutz-feidt,i958) считают, что термин "синхронизация" применим только в тех случаях, когда при повторной низкочастотной таламической стимуляции нейроны отвечают постоянными скрытыми периодами. Однако, с этим определением вряд ли можно согласиться, поскольку, при наличии больших скрытых периодов (от 10 мс до 40 мс) связанных со сложноорганизованными синаптическими путями и различными тормозящими элементами (коллатеральные или интернейронные), трудно регистрировать вызванные реакции с постоянным скрытым периодом. Скорее всего можно говорить об их относительном постоянстве.

В связи со сложностью проблемы локализации неспецифических таламических влияний, в последние годы внимание исследователей привлекают также другие корковые поля, в частности, орбитофрон-тальная кора, тем более, что имеется ряд противоречивых указаний о важной ее роли в передаче неспецифических влияний на другие корковые поля,(Казаков, 1970, 1971а,б; Казаков и др., 1977; Казаков, I98I;Robertson,Lynch,l97l ;Dahl et al., 1972 ). В исследованиях ВсН. Казакова о реакциях нейронов орбитофронтальной

коры в ответ на раздражение различных неспецифических ядер таламуса были определены 4 типа ответов: нейроны, отвечающие на одиночные и серийные (до 20 имп/с) раздражения; плохо реагирующие на одиночные и четко на серийные (4-12 имп/с) стимуляции; отвечающие торможением фоновой активности и не реагирующие на примененные стимулы. Примерно в 20$ случаев наблюдалась синхронизация нейронной активности на раздражения срединного центра, а скрытые периоды колебались от 20 до 4(Ьмс. Казаков допускает важное значение некоторых релейных ядер, в первую очередь вентробазэльно-го комплекса, в переключении афферентных сигналов на ассоциативные поля орбитофронтальной коры. Следует отметить, что по данным автора, при стимуляции ретикулярного ядра таламуса корковые ответы больше напоминали реакцию нарастания и имели более стабильные скрытые периоды. Как и многие другие авторы, Казаков тоже отмечает, что часто реакции начинались только после нескольких ударов стимуляции, что говорит об аксодендритических контактах, по крайней мере, части нейронов этих корковых полей. Реакции нейронов сенсомоторной коры на стимуляцию ретикулярного ядра были изучены также Волошиным (1972). Оказалось, что из общего количества исследованных нейронов на стимуляцию ретикулярного ядра реагировало только 25%. Реакции этих нейронов отличались заметной нерегулярностью, большим разбросом скрытых периодов (минимальный - 10 мс) и постепенным увеличением числа разрядов в каждом ответе. Во многих случаях низкочастотное раздражение оказывало облегчающее влияние.

Буриков и др. (Буриков, Медведев, 1975; Буриков, Чигринов, 1975; Буриков, 1977; Буриков, Фельдман, 1977; Буриков и др., 1979) изучили некоторые особенности протекания реакции вовлечения в сенсомоторной коре и изменение нейронной активности при низкочастотной стимуляции неспецифических структур таламуса, в

частности, центрального медиального ядра. Полученные данные свидетельствуют, что, помимо существования "генерализованных" веретен, регистрирующихся синхронно во многих точках коры, наблюдаются и "локальные" реакции вовлечения, возникающие только в ограниченных ее областях. В этих исследованиях была показана также высокая реактивность корковых нейронов (76$) в отношении указанных стимуляций. При этом регистрировались как тормозные, так и возбуждающие эффекты, однако, первый тип заметно превалировал. По наблюдениям авторов реакция одних нейронов совпадала с началом веретенной активности, а других - протекала независимо от нее, что говорит о возможности прямого влияния стимулируемых таламических структур на кору, минуя систему рекрутирования. Продолжая эти исследования Буриков и др. (1980) обнаружили неспецифические таламо-корковые связи, объединяющие определенные ограниченные зоны в таламусе и коре. Эти интересные данные, хотя и нуждаются в дальнейшем уточнении, однако, представляют большой интерес и, возможно, лежат в основе тех "локальных" реакций вовлечения, о которых говорилось выше (Буриков и др., 1979).

В приведенном кратком обзоре литературных данных о неспецифических таламо-корковых связях мы постарались, в основном, подчеркнуть те новые тенденции, которые имеются в этой проблеме, в частности, по вопросу о природе этих связей. Современные представления о корковых связях неспецифических ядер с корой приведены в таблице на стр.21..

Изучение физиологии таламо-корковых отношений является одной из важнейших задач в исследовании процессов интеграции. В приведенном обзоре обобщены вопросы непосредственно связанные с нашим экспериментальным материалом, а именно исследования, посвященные нейронным механизмам мозжечково-ретикуло-тзлэмо-корко-

вой деятельности.

В своей большой статье "Внутриклеточные исследования синап-тической организации головного мозга млекопитающих" Пурпура (1973), на наш взгляд, совершенно справедливо подчеркивает ту динамичную связь, которая существует между различными проявлениями функциональной активности мозжечковых, ретикулярных и та-памических структур, сложное взаимодействие которых, в конечном счете, определяет направление их влияния на корковую активность. В определенной степени, схематизируя эту чрезвычайно полиморфную картину, можно согласиться с высказанной Пурпурой идеей о том, что в подобных исследованиях мы все время не только сталкиваемся с принципиальной важностью экспериментальных постановок Моруцци и Мегуна (1949), но и с необходимостью их использования в наши дни, конечно, с учетом современных технических возможностей. Здесь, прежде всего, следует указать на определяющее: значение различных комбинаций частотных факторов стимуляции ретикулярных и таламических образований в процессах синхронизации и десинхронизации электрокорковых реакций. Можно с уверенностью сказать, что вклад мозжечковых эффектов в этой интеграции тоже играет не последнюю роль, тем более, что давно показано, что влияние этого "великого модулятора" внутримозЕОвых процессов широко распространяется как на таламические, так и ретикулярные структуры. Указанная выше взаимосвязанность, прежде всего, заключается в том, что при переходе от низко- к высокочастотной стимуляции медиального тэламуса полностью нарушается реакция вовлечения. С другой стороны, во время таламо-корковой синхронизации, вызванной низкочастотным раздражением медиального таламуса, высокочастотная стимуляция ретикулярных структур десинхронизирует корковую активность. С точки зрения морфо-функциональ -ной организации реакции вовлечения приобретает -важное значе-

ниє обнаруженный В.В.Фанарджяном (1962, 1966) феномен о том, что низкочастотное раздражение мозжечка может вызывать в коре ритмическую реакцию типа вовлечения, опосредуемую через неспеци-фические ядра таламуса. Исследования последнего двадцатилетия, посвященные нейронно-синаптическим механизмам указанных процессов выявили ряд закономерностей и чрезвычайную динамичность процессов возбуждения и торможения на уровне отдельных единиц. Была показана также их большая чувствительность к частоте афферентного притока не только во время раздражения, но и после его прекращения. Однако анатомические и функциональные основы связей между обсуждаемыми структурами остаются не полностью выясненными. Это относится ко всем трем образованиям: мозжечок -неспецифический таламус; ретикулярная формация - неспецифический таламус и неспецифический таламус - кора, в частности ее сенсо-моторная зона. Принято считать ретикулярную формацию общей структурно-функциональной системой мозга. Однако, как было показано в настоящем обзоре, по крайней мере, два ее отдела - буль-барный и мезэнцефалический, находятся в реципрокных взаимоотношениях, оказывая на таламические образования, в зависимости от частоты стимуляции, противоположные эффекты. Это обстоятельство выдвигает вопрос о дифференцированной оценке их функционального значения в общей интегративной деятельности мозга.

х х

Приведенный литературный обзор указывает на чрезвычайно разнообразную и сложную морфо-функциональную организацию таламуса, в частности, его неспецифических структур.

Среди различных физиологических методов, всестороннее иссле-

дование нейронной активности этих структур позволяет тонко анализировать интимные механизмы и чрезвычайно богатое разнообразие их деятельности. Последнее проявляется не только в функциональной активности основных, "регулярно действующих" нейронов, но и других, "нерегулярно действующих" единиц всей нейронной популяции этой системы. Ее богатая межцентральная взаимосвязанность с различными структурами мозга открывает перед исследователями широкое поле деятельности, тем более, что во многих случаях эти связи далеко не полностью выяснены.

Следует указать, что при изучении таламических и связанных с ней систем важнейшее значение имеет частота поступающей импуль-сации. Это обстоятельство, как показано в приведенном литературном обзоре, подчеркивается в исследованиях многих авторов и лежит в основе теорий, раскрывающих механизмы деятельности таламуса. В связи с этим в нашей работе все реакции нейронов исследовались в условиях градуального повышения частоты стимуляции -от одиночной до низко- и высокочастотной. Такой подход давал возможность, вместе с систематическим учетом постстимуляцион-ных ответов и общей направленности реакций, полнее оценить различные физиологические особенности ответов нейронов, которые оказались заметно изменчивыми при переходе от одной частоты к другой.

Мы уже отмечали, что о недостаточности внимания исследователей к неспецифическим мозжечково-таламическим отношениям убедительно говорит тот факт, что вплоть до последнего времени в опубликованных основных работах относительно эфферентных выходов мозжечка и приведенных в них схемах полностью отсутствовали данные о возможности участия неспецифических структур таламуса в мозжечково-корковой передаче. Поэтому, составляя программу настоящего исследования о нейронных механизмах афферентной и

эфферентной деятельности неспецифических структур таламуса, мы, прежде всего, учитывали целесообразность экспериментального исследования указанного вопроса, тем более, что его актуальность вполне убедительно показана в упомянутых работах Фанарджяна (1962, 1966).

Исходя из важной роли ретикулярных структур в передаче мозжечковых, в особенности палеомозжечковых импульсов в кору через таламус, были изучены также эффекты раздражения ретикулярной формации среднего мозга на активность нейронов срединного центра. В последующих сериях опытов исследовались реакции нейронов двух зон сенсомоторной коры больших полушарий на раздражение срединного центра и ретикулярного ядра таламуса в качестве эфферентного выхода мозжечково-ретикуло-таламического пути.

Следовательно, результаты проведенных экспериментов охватывают три основных компонента нейронных механизмов деятельности мозжечково-ретикуло-таламо-коркового пути, проходящего через неспецифическое ядро срединного центра. Физиологические опыты были дополнены нейроанатомическим исследованием неспецифических тала-мо-корковых связей с помощью метода ретроградного аксонного транспорта пероксидазы хрена.

Таким образом, в предлагаемой работе ставилась задача: исследовать эффекты электрического раздражения:

а) центральных ядер мозжечка (зубчатого, промежуточного и
фастигиального) на активность нейронов срединного центра;

б) центральных ядер мозжечка на активность нейронов вентро-
латерального ядра таламуса;

в) ретикулярных структур среднего мозга на активность ней
ронов срединного центра;

г) срединного центра и ретикулярного ядра таламуса на актив
ность нейронов соматосеноорной и моторной зон коры больших полу-

шарий.

Изучались также конвергирующие эффекты ядер мозжечка на нейронных элементах срединного центра и ретикулярного ядра таламуса, Аналогичным образом исследовались конвергирующие эффекты раздражения указанных ядер на нейронах коры больших полушарий.

В ходе исследования были изучены также некоторые частные вопросы, которые, по нашему мнению, представляют определенный нейрофизиологический интерес, хотя и не имеют прямого отношения к обсуждаемой проблеме.

Похожие диссертации на Нейронные механизмы афферентной и эфферентной деятельности таламуса

Интегративные механизмы интеллектуальной деятельности человекаБельских Ирина Алексеевна

Кодирование частотой разрядов нейронов в механизмах мыслительной деятельности человекаГоголицын, Юрий Львович

Механизмы возникновения ошибок в деятельности при засыпанииДорохов Владимир Борисович

Механизмы функционального созревания высшей нервной деятельности в цикле сон-бодрствование, обеспечивающие адекватность адаптации ребенка к школеВойнов, Виктор Борисович

Состояние спинальных и супраспинальных механизмов двигательной регуляции при нарушениях деятельности мозжечковых систем у человека Артемьева Евгения Николаевна

Функционирование регуляторных механизмов периферического кровотока в норме и при нарушениях деятельности кардиореспираторной системыОслякова, Анна Олеговна

Изучение механизмов дифференцированных нервных влияний и координации различных показателей деятельности сердца при воздействиях, меняющих естественную нервную эфферентациюАлипов Николай Николаевич

Формирование деятельности корково-подкорковых структур головного мозга у детей, механизмы развития функциональных отклонений и их коррекцияКлиточенко, Григорий Владимирович

Физиологические механизмы и характеристики функциональных возможностей человека в процессе адаптации к специфической мышечной деятельностиГорбанева, Елена Петровна

Пространственная организация нервной клетки как основа клеточных и сетевых механизмов пластичностиНикитин Евгений Сергеевич