Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Известно, что интеграция активности в нейронных ансамблях осуществляется не только на основе нервных импульсов и синаптических связей. Существование общего внеклеточного пространства, выделение в него нейроак-тивных веществ при наличии соответствукдиих рецепторов на вно-оинаптичеекой мембране клеточных элементов, образование ионных и метаболических градиентов в ходе нейроь;!ой активности - все это создает основу для разнообразных видов несинаптического взаимодействия в нервных центрах [Русинов. 1969; Сахаров.
1974,- РоЙТбак. 1979: Nicholson. 198»; Adey, 1981; КруГЛИКОВ, 1981; АшмарИН. 1982; Caspars et al., 1987; Orkand et al. ,
1987J. Одной из наиболее выразительных форм такого взаимодействия является распространяющаяся депрессия (РД) - феномен, связанный с локальной обратимой деполяризацией нервной ткани и сопровождающийся сдвигом постоянного потенциала, депрессией ЭЭГ. изменением концентрации ионов и нейроактивных веществ во
внеклеточной среде iLeao, 19*4, Van Harreveld, Fifkova, 197Є;
Bures et al., 1974; Кузнецова, Королева, 1978;
Martins-Ferreira, doCarmo, 1987; Sotnjen, 1988; 1991].
Современные представления о нейрофизиологических механизмах, и Функциональных последствиях реакции РД основаны, главным образом, на данных, полученных в условиях острого эксперимента при разных видах наркоза и локального воздействия на мозг, а также косвенных показателях (сосудистой реакции, уровне метаболической активности) развития РД при различных типах патологии центральной нервной сиотемы. Предполагается, что в ряде патофизиологических состояния мозга (травма, мигрень, ишемия) РД играет роль процесса, усугубляющего или инициирующего эти
СОСТОЯНИЯ ( Oleeen, Jorgenoen, 1986; Lauritzan, 1987, 1992;
SoBjen. 1988). С другой стороны, показано тормозящее влияние РД на развитие судорожного возбуждения и его генерализацип в мозге [Королева, 1983; Bures at al., 1984]. Однако, остаются неясными условия, ведущие к развитию реакции РД в нервной ткани. В настоящее время в литературе практически отсутствуют данные о возможности спонтанного возникновения волн РД у бодрствующих свободно подвижных животных, что в значительной степени связано с методическими трудностями регистрации в этих условиях сдвигов постоянного потенциала.Это существенно огра-
ничивает понимание функциональной роли реакции РД в работе головного мозга.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы - исследование электрофизиологических особенностей и поведенческих проявлений реакции РД в нескольких структурах головного мозга крысы (коре, хвостатом ядре, таламусе и гшшокампе); "выявление возможности спонтанного возникновения РД у бодрствующих животных и оценка функциональной значимости данного явления в динамике . судорожного возбуждения.
В задачи работы входило:
-
Совершенствование методики регистрации и вызова РД в остром опыте и у свободно подвижного животного.
-
Исследование закономерностей диффузионного распространения и синаптической генерализации в мозге реакции РД при локальном электрическом раздражении мозговых структур.
-
Анализ поведенческих проявлений, связанных с развитием одиночной волны РД в отдельных структурах головного мозга крысы.
-
Пространственный анализ сдвигов постоянного потенциала . развивающихся в различных структурах головного мозга в от- . вет на системное введение эпилептогена <метразола).
-
Оценка роли спонтанно возникающих корковых, таламичес-ких и гиппокампалькых волн РД в динамике судорожных состояний при первичном действии метразола и в ходе фармакологического киндлинга.
1. Структурно-функциональные особенности кортико-стриат-ной системы мозга крысы создают условия для формирования реверберируюіцей волны РД, что значительно продлевает время ее действия на возбудимость головного мозга.
г. Низкие досудорожные пороги синаптического возникновения РД в структурах головного мозга при высокочастотном возбуждении афферентных входов необходимо учитывать при интерпретации функциональной значимости этого феномена.
з. Волны РД, спонтанно возникающие в коре и таламусе обоих полушарий, обусловливают торможение эпилептической активности после первых введений конвульсивных доз метразола и учлогвукгг в гіюрмировагши постиктального синдрома. Одной из причин усиления судоромюй активности в дмнаыико фармакологи-'.
ческого киндлинга является блокирование РД в кортико-стриатной системе и ослабление ее торыозявдх влияний.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Показано, что функциональная неоднородность нервной ткани в коре и на границе с примыкающими к ней подкорковыми ядрами может быть причиной образования повторных и реверберирующих волн РД. Возвратное движение РД является характерным для кортико-стриатной системы отдзга крысы независимо от причины возникновения волны.
Полученные результаты о низких порогах синаптического возникновения РД в структурах головного мозга противоречат традиционному взгляду на РД как реакцию нервной ткани на повреждающее воздействие и дают основание для более широкого представления о функциональной значимости этого процесса в деятельности центральной нервной системы..
Принципиально новым является факт регулярного возникновения спонтанных волн РД в коре и таламусе после первых введений метразола. При этом РД не только участвует в прекращении начавшегося тонико-клонического припадка, но может полностью предотвращать его развитие.
НАУЧНОЕ-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Низкие пороги возникновения реакции РД при прямой стимуляции и синаптической активации ряда структур головного мозга необходимо учитывать при интерпретации механизмов действия внутримозговой электрической стимуляции, применяемой как в экспериментальных исследованиях, так и в клинической практике.
Данные об участии РД в динамике судорожного процесса являются важными для понимания мозговых противосудорожных механизмов; волна РД. сопровождающаяся высокоамплитудной деполяризацией нервных клеток и повышением внеклеточной концентрации ионов калия, может лежать в основе высвобождения из нервной ткани эндогенных антиконвульсантов.
Полученные результаты имеют большое значение для интерпретации динамики эпилептического процесса, для поиска и тестировании противосудорожных препаратов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации представлены и обсуждены на конференциях молодых ученых ИВНД и НФ РАН (Москва, 1987, 199в), Международном симпозиуме по распространяющейся депресии (Рио-де-Жанейро, 199»), заседаниях Ученого Совета
ИВНД И НФ РАН (1991, 1992).
ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации отражены в 9 печатных работах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания методики (глава г). изложения результатов исследования и их обсуждения (главы 3-6), выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на /S страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, Бибилиографический указатель содержит 74 работ. . из которых - І> ? на русском языке.