Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Системная организация болевой реакции 9
1.2. Компоненты ноцицептивнои реакции и лимбические структуры 13
1.3. Представительство поясных структур в головном мозге 19
1.4. Участие поясной извилины в ноцицептивных реакция 27
Глава II. Материалы и методы исследования 36
Глава III. Результаты исследования 48
3.1. Изучение перцептуального и эмоционального компонентов ноцицептивнои реакции после разрушения участков поясной коры и пучка мозга у крыс 48
3.2. Изучение вегетативного и когнитивного компонентов ноцицепцни после коагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс 53
3.2.1. Вегетативный компонент ноцицепцни 53
3.2.2 Когнитивный компонент ноцицепцни 58
3.3. Анализ локальных механизмов воздействия на задний отдел поясного пучка мозга у крыс 67
3.3.1. Электростимуляция заднего отдела поясного пучка мозга у крыс 67
3.3.2. Локальное введение местного анестетика в задний отдел поясного пучка мозга у крыс 68
3.3.3. Нейромедиаторные и иммунозависимые механизмы последствий разрушения заднего отдела поясного пучка мозга у крыс — 71
3.3.3.1. Иммунный механизм 71
3.3.3.2. Опиатный механизм 72
3.3.3.3. Серотониновый механизм 73
3.4. Сопоставление индивидуально-типологических особенностей крыс по их КУС с антиноцицептивными эффектами повреждения заднего отдела поясного пучка мозга 78
Глава IV. Обсуждение результатов 87
Заключение 100
Выводы 101
Список литературы 102
- Компоненты ноцицептивнои реакции и лимбические структуры
- Вегетативный компонент ноцицепцни
- Сопоставление индивидуально-типологических особенностей крыс по их КУС с антиноцицептивными эффектами повреждения заднего отдела поясного пучка мозга
- Обсуждение результатов
Введение к работе
Актуальность. Распространенность хронических болевых синдромов составляет от 11,8 до 82%, часть из которых не поддается медикаментозному лечению, включающему наркотические анальгетики [Исакова М.Е., 2003; Павленко С.С. и др., 2005]. В связи с этим ведется поиск альтернативных методов лечения некупируемых болей, одним из которых является воздействие на различные структуры мозга.
В настоящее время особое внимание в изучении ноцицептивных процессов привлекает поясная извилина мозга. Полагают, что эта структура участвует в различных проявлениях ноцицептивных реакций, особенно, эмоциональных [Fellgiebel А., 2005; Vogt В.А., 2005; Судаков С.К., 2006; Zhang Y., 2007].
Имеются данные, свидетельствующие о том, что различные манипуляции с поясной областью головного мозга приводят к снижению хронических болей [Ballantine Н. Т. et al., 1967; Hurt A. and Ballantine H. Т., 1974; Corkin S.,1980; Gybels J. M. and Sweet W. H., 1989; Davis K. D., 1994; Vogt B. A., 2005 и др.]. Этот факт, её поверхностное анатомическое расположение, а также отсутствие достаточных данных о роли этой структуры в механизмах ноцицепции побуждает исследователей к подробному исследованию данной зоны на предмет подавления или снижения страданий при тяжелых болях. В связи с этим, актуальным является экспериментальное изучение различных воздействий на участки поясной области мозга. До сих пор открыт вопрос выбора оптимальной мишени в зонах поясной коры и поясного пучка (Cg), воздействия на которую будут обеспечивать максимальный аналгетический эффект. Не раскрыты нейрофизиологические механизмы участия поясной коры и поясного пучка в ноцицептивных реакциях. В подавляющем большинстве работ для оценки аналгетического действия авторы используют ограниченное число тестов без комплексного изучения различных компонентов болевой реакции. Таким образом, поясная область головного представляет собой основу для фундаментальных исследований в области ноцицепции.
Целью настоящей работы явился анализ компонентов ноцицептивной реакции при различных воздействиях на поясную кору и поясной пучок мозга у крыс.
Задачи исследования:
Изучить перцептуальный и эмоциональный компоненты ноцицепции после одностороннего разрушения поясной коры и поясного пучка мозга у крыс. Провести сравнительный анализ изменений перцептуального и эмоционального компонентов ноцицепции.
Исследовать эффекты одностороннего разрушения заднего отдела поясного пучка мозга с максимальным антиноцицептивным эффектом с учетом вегетативного и когнитивного компонентов ноцицепции у крыс.
Исследовать локальные механизмы антиноцицептивного эффекта после разрушения заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.
Сопоставить индивидуально-типологические особенности животных с эффектами разрушения заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.
Научная новизна. В данной работе при исследовании передней поясной коры (поля 24Ь), переднего и заднего отделов поясного пучка впервые показано, что задний отдел поясного пучка относится к области представительства поясных структур головного мозга, разрушение (электрокоагуляция) которой обеспечивает максимальный антиноцицептивный эффект, снижая эмоциональный компонент ноцицептивной реакции у крыс. Впервые проведен комплексный анализ эмоционального, перцептуального, вегетативного и когнитивного компонентов ноцицептивной реакции при одностороннем разрушении заднего отдела поясного пучка мозга у крыс. Выделены нейромедиаторный и иммунный механизмы, лежащие в основе развития антиноцицептивного эффекта после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка. Установлен существенный вклад иммунных процессов в формирование антиноциноцицептивного эффекта при электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс.
Теоретическая и практическая значимость работы. Показано, что ведущим эффектом разрушения (электрокоагуляции) поясного пучка мозга является угнетение эмоциональной реакции на ноцицептивную стимуляцию наряду с сохранностью перцептуального компонента ноцицепции. Появление у крыс аверсивных реакций на индифферентные раздражители по типу аллодонии рассматривается как системный компенсаторный ответ в условиях эмоционального дефицита боли. Выявлено, что электрокоагуляция заднего отдела поясного пучка, в сравнении с электростимуляцией или местной анестезией того же участка, наиболее выражено подавляет эмоциональную ноцицептивную реакцию у крыс. Установлено, что снижение эмоциональной ноцицептивной реакции после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга обеспечивается зоной ирритации, разрушенными волокнами и включением иммунных процессов в результате повреждения нервной ткани. При этом показано участие нейромедиаторных (опиатного и серотонинового) звеньев. Выявлена защитная роль иммуномодулятора имунофана, системное введение которого устраняет эффект аллодонии, что может быть использовано для лечения последствий локальных повреждений структур мозга.
Задний отдел поясного пучка мозга можно рассматривать в качестве потенциальной мишени для поиска новых средств, в том числе и локальных физических воздействий с целью лечения тяжелых хронических болей.
Основные положения, выносимые на защиту:
Задний отдел поясного пучка мозга крыс среди прочих участков поясной области (переднего отдела поясного пучка и передней поясной коры) наиболее вовлечен в эмоциональный, когнитивный и вегетативный компоненты ноцицепции, но не участвует в перцептуальном компоненте ноцицепции. Антиноцицептивное действие электрокоагуляции поясного пучка
обеспечивается наличием разрушенной ткани, зоной ирритации при участии иммунного, опиатного и серотонинового механизмов.
Апробация работы. Результаты исследований в виде докладов доложены на IV научной конференции с международным участием «Нейроиммунопатология» (11.05.2006), X научной конференции молодых ученых (12.10.2006), XX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (05.06.2007), конференции с международным участием "Структурно-функциональные, нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга" (25.10.2007), V конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины». Москва, 21.05.2008, XIII школе-конференции молодых ученых по нейрофизиологии и высшей нервной деятельности (14.10.2009).
Публикации. По теме работы опубликовано 14 научных работ. В том числе: статьи в журналах из списка ВАК - 5, статьи в сборниках - 1, тезисы докладов конференций - 8.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 116 страницах компьютерного набора, содержит 15 таблиц, 21 рисунок и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания методов исследования (глава 2), изложения результатов исследования (глава 3), обсуждения полученных результатов (глава 4), выводов, библиографического указателя (121 источников, в том числе, 43 на русском и 78 на английском языках).
Компоненты ноцицептивнои реакции и лимбические структуры
По данным литературы, различные лимбические структуры (миндалина, гиппокамп, свод, парагиппокампальная извилина, таламус, гипоталамус, поясная извилина, ствол мозга, вентральная область покрышки, септум, префронтальная кора [Julio Rocha do Amaral, 2006]) принимают участие в обеспечении отдельных из вышеперечисленных компонентов ноцицепции.
При этом для изучения этих компонентов применяются определенные методики. Однако, в литературе нет ссылок на использование методик для изучения отдельных компонентов ноцицептивной реакции. Интерпретация многих тестов подразумевает собой вовлечение нескольких составляющих ноцицептивной реакции.
Перцептуальный компонент ноцицепции. Перцептуальные ноцицептивные реакции у крыс изучают по латентным периодам отведения хвоста в тесте «tail-flick» [D Amour F., Smith D., 1941] или при погружении хвоста в горячую воду (50С) [D Amour F., Smith D., 1941; Судаков С. К. и др., 2004], по поведенческой реакции убегания с горячей пластины в hot plate-тесте [O Callaghan J., 1975], а также по методике вызванных потенциалов [Набиль Э., 1965]. В данных тестах оцениваются двигательные защитные реакции, при этом, эмоциональные компоненты выражены минимально. «Таі1-і1іск»-тест позволяет оценить болевую чувствительность на пороговом уровне и является щадящим по отношению к животному [Калюжный Л. В., 1984]. Точно сфокусированный луч делает минимальной область нагрева. Нагрев хвоста осуществляется световым лучом строго определенной температуры, в отличие от погружения хвоста в воду, где возникает ряд сложностей с определением температуры воды на ее поверхности.
Существующие данные позволяют предположить, что дорзомедиальное и вентромедиальное ядро гипоталамуса принимают участие в формировании перцептуального компонента ноцицептивной реакции, поскольку электрическая стимуляция данных структур приводила к снижению латентного периода отведения хвоста при нанесении термического ноцицептивного раздражения [Rhodes D. L., 1978]. В то же время при разрушении миндалины у крыс порог боли и морфинная анальгезия по показателю защитной двигательной реакции отведения хвоста не изменялся [Calvino В. et al., 1981]. Билатеральное разрушение центрального ядра миндалины, а также введение холиномиметика оксотреморина существенно не изменяло латентные периоды реакций отведения хвоста по методу «tail-flick» [Pavone F. et al., 2007], что указывает на меньшую вовлеченность этой структуры в сенсорно-дискриминативныи компонент ноцицепции.
Эмоциональный компонент ноцицепции. Вовлечение лимбических структур в эмоциональные ноцицептивные реакции у крыс изучается с помощью теста на вокализацию, который выполняют разными способами: электрическое раздражение хвоста или конечностей, тензометрия, механическое раздражение хвоста и конечностей, термическое раздражение хвоста. Электрокожное раздражение (ЭКР) хвоста или конечностей является одним из самых распространенных типов болевого воздействия [Omura Y. 1977]. Его преимущество состоит в том, что ноцицептивный стимул имеет место непосредственно в момент нанесения раздражения и исчезает при прекращении подачи раздражения. На крысах, кроликах и обезьянах было показано, что ЭКР при соответствующей силе тока вызывает выраженную эмоциональную реакцию, а также значительные изменения вегетативных показателей, характерные для болевых реакций [Black P. et al. 1972; Omura Y. 1977]. Эмоциональные ноцицептивные реакции изучают также на моделях тонических болей при введении хлорида натрия, создающего очаг воспаления, или формалинового теста, в котором подкожно в заднюю лапу животного вводят 5% раствор формалина, вызывающий отек тканей [Spector W.G., Willoughly D.A., 1964]. Выраженность ноцицептивной реакции оценивается по шкале, которая учитывает положение лапы, вокализацию и др. Однако при применении этих тестов невозможно четко зафиксировать порог вокализации и оценить насколько меняется эмоциональная реакция.
Электрическая стимуляция медуллярных полосок на уровне гипоталамуса вызывала состояние «эмоциональной инактивации», на фоне которой возникала аналгезия [Вальдман А. В. и др.,1960]. При электрическом раздражении эмоциогенных зон гипоталамуса наблюдали снижение порогов реакции вокализации [Макаренко Ю.А. и др. 1978]. Д. Я. Жуковой (1974) были показаны повышения эмоциональных болевых порогов при электростимуляции септальной зоны, гиппокампа и миндалины.
В. Calvino et al. (1981) показали, что при разрушении миндалины головного мозга у крыс исходные пороги боли и пороги боли при морфиниой анальгезии достоверно отличались от контрольных порогов по тесту вокализации. Подавление эмоциональных реакций наблюдали в тесте механического раздражения задней лапы при экспериментальной гипоалгезии (блокаде GABA(B) рецепторов, которые участвуют в связях ростральной агранулярной инсулярной коры и миндалины) [Ito S. I., 1998; Jasmin L. at al., 2003]. При использовании формалинового теста и методики условного избегания стимуляции лап, разрушая эксайтотоксином АСС и миндалину, изучали эффекты на ноцицептивные реакции и реакции страха на болевое раздражение. Разрушение как АСС, так и миндалины понижало условную реакцию избегания у крыс [Gao Y. at al., 2003]. Neugebauer V., et al. (2004) показали, используя методику определения порогов вокализации на предъявления механических стимулов, что латерокапсулярная часть центрального ядра миндалины вовлечена в эмоциональную оценку ноцицепции.
Подкожное введение 5% раствора формалина при билатеральном разрушении центрального ядра миндалины головного мозга вызывало понижение ноцицептивных порогов у тестируемых мышей; время лизания лап, характерное для этого теста, увеличивалось; при введении холиномиметика оксотреморина в центральное ядро миндалины, а также системно, сопровождалось анальгезией [Pavone F. at al., 2007]. Повреждение вентрального гиппокампа приводило к снижению поведенческих реакций, в том числе вокализации, по формалиновому тесту [Khanna S., 1999]. F. Zheng at al. (1999, 2001) показали вовлечение гиппокампа, поля АСІ в ноцицептивные ответы на фоне введения морфина. Они применяли формалиновый тест у животных с разрушенной зоной гиппокампа и инъекцией морфина. J. L. МсКеппа, R. Melzack (2001) наблюдали подавление вокализации после блокады NMDA рецепторов в гиппокампе инъекцией антагониста АР5 за 5 минут до формалиновой инъекции, тогда как блокирование NMDA рецепторов инъекцией антагониста АР5 через 15 минут после инъекции формалина подавляло аффективное поведение.
Двигательный компонент ноцицепции. Двигательный компонент ноцицепции может оцениваться по отведению конечностей или хвоста во время предъявления ноцицептивного (электрокожного, светотермального, термального) раздражения. Однако, двигательный компонент не всегда отражает ноцицептивное возбуждение, так как реализуется на уровне спинного мозга [Калюжный Л. В., 1984]. При разрушении миндалины у крыс порог боли и морфинная анальгезия по показателю защитной двигательной реакции отведения хвоста не изменялся [Calvino В. et al.,1981].
Вегетативный компонент ноцицепции. Для оценки вегетативных ноцицептивных реакций используют анализ изменениий кардиоритма, артериального давления, дыхания, свертываемости крови, деятельности желудочно-кишечного тракта, мышечного тонуса, сдвиг лейкоцитарной формулы [Вальдман А. В., Игнатов Ю. Д., 1976; Овсянников В. Г. и др., 2008].
Когнитивный компонент ноцицепции. В литературе встречаются работы по изучению обучения и памяти на моделях с предъявлением болевых раздражений, тогда как работы по изучению собственно когнитивного компонента ноцицепции у крыс не встречаются. К числу этих методик относятся: выработка классических условных рефлексов (например, условный рефлекс на деятельность сердца, кожно-гальванический рефлекс), условных рефлексов избегания (пассивного и активного), пространственное распознавание (Т-образный и У-образный лабиринты). Условные рефлексы пассивного избегания делятся на реакцию спускания, реакцию перехода, тест с двумя камерами. Условные рефлексы активного избегания - обучение избеганию на беговой дорожке, избегание в челночной камере, на кольцевой дорожке, избегание прыжком, избегание источников удара током. Во всех этих методиках в качестве болевого стимула используют электрический ток разной частоты и интенсивности, который подают через напольную токопроводящую решетку в случае раздражения лап или через кольцевые электроды в случае раздражения хвоста [King R. A. And Glasser R. L., 1970; Вальдман А. В. и др.,1976; Буреш Я. и др., 1991; Зорина 3. А. и др., 2002]. Приведенные методики имеют множество модификаций, позволяющих уделять внимание определенным регистрируемым параметрам (писк, вздрагивание, стойки и проч.).
Вегетативный компонент ноцицепцни
Эмоциогенные воздействия сопровождаются изменением вегетативных показателей у крыс [Каштанов С. И. и др., 2001; Судаков К.В., 1995]. Исследование этих показателей были выбраны в качестве дополнительного критерия оценки эмоциональных реакций на ноцицептивные воздействия. Данная серия экспериментов включала регистрацию электрокардиограммы у крыс во время тестирования методом «tail-flick» и ЭКР до и после коагуляции заднего отдела поясного пучка.
Изменения кардиоритма при ЭКР.
Представленные в разделе 3.1 результаты опытов показали, что у крыс повышались пороги ноцицептивных реакций при ЭКР. Для дополнительного изучения эмоциональной реакции крысы на ЭКР хвоста анализировали изменение кардиоритма.
1. Было протестировано 8 крыс. Применяли стандартный метод анализа длительностей средних RR-интервалов [Баевский Р. М. и др., 1984]. На рис.8 можно видеть тенденцию к увеличению частоты сердечных сокращений после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка (в фоне) по отношению к исходной частоте сердечных сокращений у крыс с неразрушенным задним отделом поясного пучка. После ЭКР как до, так и после электрокоагуляции наблюдали практически одинаковую тенденцию к учащению кардиоритма по всей совокупности наблюдений.
Итак, при анализе средних RR - интервалов показали сопоставимое изменения средней длительности RR - интервалов при электрокожной стимуляции хвоста как до, так и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс. Далее был выбран метод построения кардиоинтервалограмм, или ритмограмм.
Исследовали ритмограммы у 8 крыс. Рисунки 9А,Б отображают наиболее характерную при проведении ЭКР зависимость длительности RR-интервалов от их порядкового номера до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка соответственно. Момент подачи порогового поцицептивного стимула отмечен на графике стрелкой. На рисунке 9А у крыс с интактным поясным пучком после предъявления стимула наблюдали отрицательный тренд (частота сердечных сокращений увеличивалась). У крыс с разрушенным электрокоагуляцией задним отделом поясного пучка частота сердечных сокращений в ответ на ЭКР не изменялась.
Электрокожное раздражение на ритмограмме сопровождалось кратковременным замедлением сердечного ритма у крыс (рис. 9Б). Изменения кардиоритма при проведении «tail-flick» - теста. Измерение ЛП РОХ используют для изучения перцепции боли, вместе с тем, этот тест представляет собой предъявление ноцицептивных стимулов, которые воспринимаются животным отрицательно, но их недостаточно для вокализации. Поэтому для изучения вегетативного компонента ноцицепции мы также исследовали изменения кардиоритма при проведении «tail-flick» -теста у крыс. На рисунках 10 А,Б представлены типичные графики зависимости величины кардиоинтервала (в мс) от его порядкового номера при выполнении «tail-flick» - теста у крыс до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга соответственно. Единице на оси абсцисс соответствует начало свето-термального раздражения хвоста, стрелкой отмечен момент отведения хвоста.
У интактных крыс с неразрушенным задним отделом поясного пучка мозга после отведения хвоста наблюдали отрицательный тренд (укорочение RR - интервалов) со значительным латентным периодом (рис. 10А). После электрокоагуляции тренд изменялся: динамогенный эффект (увеличение частоты сердечных сокращений) отсутствовал, а момент отведения хвоста сопровождался кратковременным (2-3 RR-интервала) замедлением сердечного ритма (рис. 10Б). Дальнейший анализ с применением непараметрического Z - критерия знаков показал достоверность наличия пика (замедления кардиоритма) у всех из 8 крыс ( р 0,05). Это позволило нам ввести другие физиологические показатели вегетативного компонента поцицептивной реакции: латентный период вегетативной реакции (ЛПВР) и латентный период вегетативно-двигательной реакции (ЛПВДР).
ЛПВР представляет собой период времени от начала подачи светотермального раздражения до первого показателя RR- интервала, отличного от среднего показателя предыдущих RR- интервалов. ЛПВДР длительность временного интервала от момента вегетативной реакции до момента отдергивания хвоста и окончания ноцицептивной стимуляции.
Электрокоагуляция каудального отдела поясного пучка приводила к снижению величины ЛПВР по сравнению с контрольным значением, но не влияла на величину ЛПВДР.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс увеличение частоты сердечных сокращений в ответ на ноцицептивное электрокожное и светотермальное воздействие становилось менее выраженным по сравнению с исходными показателями. Сокращался латентный период вегетативной реакции, и отведению хвоста предшествовало или совпадало с ним кратковременное замедление кардиоритма.
Сопоставление индивидуально-типологических особенностей крыс по их КУС с антиноцицептивными эффектами повреждения заднего отдела поясного пучка мозга
Целью настоящей работы является сравнение эффектов разрушения (электрокоагуляции) заднего отдела поясного пучка мозга с устойчивостью животных к эмоциональному стрессу. В предыдущих разделах были приведены данные, показывающие, что животные могут по-разному реагировать на ноцицептивные раздражения. Предполагалось, что это могло быть связано с их индивидуально-типологическими особенностями.
Для выявления индивидуально-типологических особенностей всех крыс из предыдущих серий предварительно тестировали в «открытом поле» и определяли прогностическую устойчивость к стрессу животных по их КУС. Однако, эксперименты проводили на имеющихся животных без учета их индивидуальных характеристик.
Из таблицы 12, отображающей сопоставление КУС и ноцицептивных порогов после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка (группа 3, серияі) можно видеть, что нет достоверных отличий в ЛП РОХ и ПВ до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у прогностически устойчивых и неустойчивых крыс. В данном эксперименте мы не наблюдали различий в ЛП РОХ и ПВ до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга у крыс с различными КУС.
Ввиду тесной связи эмоций с вегетативными реакциями возник вопрос, изменяется ли кардиоритм крыс с различными КУС после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мозга. Для анализа были выбраны ритмограммы, на которых определяли наличие трендов, величины ЛПВР и ЛВДР. Данные представлены в таблице 13. Среди 8 проанализированных животных, среди которых 3 крысы были прогностически предрасположенные к эмоциональному стрессу, а 5 - не предрасположенные. Показали, что у всех животных до коагуляции частота сердечных сокращений увеличивалась после ноцицептивного раздражения (отрицательный тренд), а после коагуляции у 1 прогностически неустойчивого животного наблюдали отрицательный тренд, у одного положительный, на ритмограммах у остальных животных тренды отсутствовали. Наблюдали снижение ЛПВР у всех прогностически устойчивых крыс и у 2 прогностически неустойчивых, а у 1 прогностически неустойчивого животного - повышение; снижение ЛПВДР у всех прогностически неустойчивых, и увеличение - у прогностически устойчивых крыс. Итак, при сопоставлении показателей вегетативного компонента ноцицепции до и после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка у крыс с различными КУС показали тенденцию к взаимосвязи между временем от пика до отведения хвоста у крыс и их КУС. Кроме того, отсутствие взаимосвязи между временем от подачи ноцицептивного раздражения хвоста до вегетативной реакции (изменения частоты сердечных сокращений), а также наличием тренда у крыс с различными КУС.
Обсуждение результатов
В литературе встречаются работы по изучению передней поясной коры мозга на предмет представительства ноцицептивных нейронов, в которых показано, что передняя поясная кора (поле 24Ь) является областью с наиболее высокой плотностью нейронов, отвечающих на ноцицептивные предъявления, среди прочих подструктур поясной коры мозга у крыс [Gabriel М. and Sparenborg S., 1990; Vogt В. A., 2005]. Однако, при электрокоагуляции передней поясной коры (поле 24Ь) мозга у крыс, мы не обнаружили достоверных различий ни по тесту «tail-flick», ни по тесту вокализации. ЛП РОХ, однако, имели тенденцию к снижению. Возможно, дальнейшие исследования вовлечения передней поясной коры мозга в перцептуальные реакции ноцицепции у крыс покажут результаты, которые будут согласовываться с данными, полученными Pagni С. A. and Canavero S., (1993) и станут перспективой для дальнейших исследований. Отсутствие снижения ноцицептивных порогов при ЭКР могло быть обусловлено тем, что электрокоагуляция скопления ноцицептивных нейронов создавала в близлежащей треку области очаги активации, в которых продолжали работать неразрушенные ноцицептивные нейроны.
По мнению Л. В. Калюжного (1984), перцептуальный компонент -только один компонент системной интегративной болевой реакции организма, который отражает собственно болевое специфическое возбуждение. Мы предполагаем, что передняя поясная кора (поле 24Ь) мозга, вовлечена в обработку болевого ощущения, информация о котором поступает, минуя поясной пучок, о чем говорит тенденция к снижению ЛП РОХ после её электрокоагуляции, наряду с отсутствием изменений ЛП РОХ при электрокоагуляции поясного пучка головного мозга у крыс.
Основываясь на данных Vaccarino A. L. and R. Melzack (1989), в качестве следующей мишени был выбран передний отдел поясного пучка головного мозга у крыс. В литературе имеются сведения о роли переднего отдела поясного пучка в реализации тонической боли и, в частности, эмоциональной составляющей ноцицепции, и об отсутствии вовлечения этой структуры в перцепцию ноцицепции [Vaccarino A. L. and Melzack R., 1989; Fuchs P. N. et al., 1996]. Мы также показали тенденцию к снижению эмоциональных реакций на ноцицептивное раздражение и отсутствие достоверного изменения перцептуальиых реакций на ноцицептивное раздражение после электрокоагуляции переднего отдела поясного пучка головного мозга у крыс.
Учитывая данные Mufson Е. J. and Pandya D. N. (1984) о морфологическом строении поясного пучка мозга, которые показывают наличие высокой плотности связей с другими структурами лимбической системы, была выбрана последующая область - задний отдел поясного пучка головного мозга у крыс.
Электрокоагуляция этой области также не затрагивало перцепцию боли, но повлияло на эмоциональную оценку ноцицепции, подавляя её. Более того, среди прочих исследованных нами участков, именно электрокоагуляция этого отдела дало максимальное снижение эмоциональных реакций на ноцицептивное электрокожное раздражение хвоста крысы.
По-видимому, это связанно со строением поясного пучка, количество афферентных путей в котором уменьшается в направлении от заднего участка к переднему и, вероятно, именно в каудальном отделе имеется наибольшее сосредоточение эфферентов из области поясной коры, отвечающей за эмоциональную реакцию ноцицепции, а также афферентных волокон, несущих «ноцицептивную» информацию от других структур мозга.
В связи с этим, для дальнейших исследований мы выбрали именно задний отдел поясного пучка.
После электрокоагуляции поясного пучка любое прикосновение к животным вызывало писк и другие аверсивные реакции. В ходе экспериментов мы обнаружили явление, напоминающее аллодонию. Это явление мы рассматриваем как системную приспособительную реакцию «переноса» эмоций на слабые раздражители по типу опережающего реагирования на возможные реальные повреждения тканей. Кроме того, этот феномен показывает, что отдельно взятая реакция вокализации не полностью отражает эмоциональную реакцию на реальное повреждение. Следовательно, применения одного теста вокализации недостаточно для окончательного суждения об изменении эмоциональной ноцицептивной реакции.
В качестве дополнительного критерия эмоциональной реактивности мы выбрали изучение вегетативного сопровождения ноцицептивной реакции. Вегетативный ответ выделяют в отдельный компонент ноцицепции. Однако, с точки зрения системного подхода, он является составляющей эмоциональной реакции на повреждение. Связь между отрицательными эмоциями и деятельностью сердца широко обсуждалась в многочисленных работах [ Дионесов С. М., 1963; Вальдман А. В. и Игнатов Ю. Д., 1976].
Встречаются работы, где исследованы изменения кардиоритма на «несильные» ноцицептивные раздражения, которые показали, что экспозиция однократного болевого стимула вызывает последующее учащение и усиление деятельности сердца. Такие результаты в разнообразных условиях опытов получил, к примеру, А. Г. Прессман (1935). При «сильных» болевых раздражениях авторами отмечалось большей частью замедление деятельности и даже остановка сердца [Дионесов С. М., 1963]. А. В. Вальдман и Ю. Д. Игнатов (1976) упоминают, что болевое ощущение может сопровождаться кратковременным замедлением сердцебиения.
Отсутствие увеличения частоты сердечных сокращений в ответ на электрокожную ноцицептивную стимуляцию хвоста после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка мы рассматриваем как угнетение вегетативной поддержки эмоционального, защитного поведения животных. Вместе с тем, появление кратковременного замедления ритма, соответствующего «пику» при обработке данных методом символьной динамики [Абрамов Ю. Б. и др., 2008], можно расценить как облегчение перцепции боли, тесно связанное с ощущением в момент достижения ноцицептивного порога. Отмеченное нами кратковременное замедление кардиоритма также указывает на наличие аллодонии у крыс. Укорочение латентного периода вегетативной реакции при светотермальном раздражении хвоста после электрокоагуляции заднего отдела поясного пучка, как мы полагаем, является следствием опережающего включения вегетативного компонента на подпороговую ноцицептивную стимуляцию.
Эмоции являются неотъемлемой составляющей обучения. Их подавление затрудняет обучение или делает его невозможным. Cognitio — знание, познание (лат.). В психологии когнитивное направление отражает решающую роль знания в поведении субъекта; ставит вопрос о значении памяти в реакциях на ранее встречающиеся события. С физиологической точки зрения память есть результат обучения, а обучение изучается на различных моделях, в том числе моделях условных рефлексов. Следовательно, когнитивный компонент боли означает различие в проявлении болевой реакции в зависимости от предшествующего опыта, обучения и может быть изучен на моделях условно-рефлекторного поведения, предполагающих неоднократное повторение ноцицептивных воздействий в качестве подкрепления.
Когнитивный компонент ноцицепции формирует субъективное отношение к испытываемой в данный момент боли на основе накопленного опыта, то есть обучения [Вальдман А.В. и Игнатов Ю. Д., 1976]. Этот компонент отражает особенности эмоциональной оценки боли в зависимости от частоты и силы ноцицептивного воздействия в прошлом. В связи с этим мы изучали этот компонент как один из показателей эмоционального поведения животных.
При проведении стандартной методики «tail-flick» (для изучения перцептуального и двигательного компонента ноцицепции) обычно не учитывают компонент обучения животных. Между тем, данная методика соответствует всем основным требованиям выработки условного рефлекса активного избегания [под ред. Судакова К. В., 2000]. 1) условный раздражитель (свет, проходящий через лупу) неоднократно подкрепляется безусловным - термическим раздражением хвоста, сопровождающимся ноцицептивной реакцией и отведением хвоста; 2) условный раздражитель (свет) предшествует болевому подкреплению; 3) свет (как условный раздражитель) является экологически значимым для животного, воспринимается им; 4) болевое подкрепление по своей биологической значимости и действию сильнее светового предъявления; 5) свет неоднократно (6 раз) сочетается с болевым подкреплением; 6) у животного отсутствуют конкурирующие мотивации (т.к. животное предварительно находилось в клетке со свободным доступом к питью и еде, а в бокс помещалось за 30 мин. до проведения эксперимента - время на адаптацию).
В «tail-flick»ecTe наблюдали постепенное увеличение количества минимальных ЛП РОХ у крыс с неразрушенным поясным пучком к пятому предъявлению и последующее снижение, что, по-видимому, является следствием включения антиноцицептивных механизмов в условиях неизбежного ноцицептивного воздействия. Электрокоагуляция же поясного пучка приводила к разобщению последовательного снижения ЛП РОХ и сдвигу максимума к шестому предъявлению, то есть к изменению обучения у животных. По-видимому, повреждение заднего отдела поясного пучка разобщает ход ноцицептивных волокон, тем самым нарушая включение антиноцицептивных механизмов, возможно, замедляя их вовлечение.
В методике активного избегания в «челночной» камере животных обучают избегать электрокожного раздражения конечностей [Буреш Я. и др., 1991; Калюжный А.Л. и др.,1995]. Неоднократное предъявление электрокожного раздражения конечностей является обучением, причем критерием способности к обучению можно считать латентный период перехода животного из темного отсека в светлый после включения электрического тока (активное избегание ноцицептивного раздражения). По снижению латентного периода перехода при повторном предъявлении электрокожного раздражения можно судить, что животное обучается. Латентный период перехода и силу тока, когда животное переходит в светлый отсек можно интерпретировать по-разному. Животное запомнило, что нужно перейти в светлый (менее комфортный, но безопасный) отсек, чтобы избежать дальнейшего воздействия тока. Либо животное усвоило, что ток в конце концов прекратится и оттягивает время перехода в светлое помещение. Латентный период перехода обратно в темный отсек является отражением реакции пассивного избегания ноцицептивного раздражения. Вздрагивания, стойки, побежки крысы отражают двигательные защитные реакции, дополнительно характеризующие ноцицептивные пороги.
