Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литератеры
2.1. Морфологическая организация стриатума
2.1.1. Структура неостриатума и клеточная организация 10
2.1.2. Афферентные проекции стриатума 13
2.1.3. Эфферентные проекции стриатума 16
2.2. Участие стриатума в организации поведения
2.2.1. Нарушение моторных функций при различных формах стриатных патологий и электрической стимуляции стриатума 21
2.2.2. Влияние на стриатум электрического раздражения коры 24
2.2.3. Изменения в поведении животных после разрушения или повреждения стриатума 26
2.2.4. Сопутствующая поведению импульсная активность нейронов стриатума 29
3. Объект и методы исследования
3.1. Поведенческая программа экспериментов 34
3.2. Обучение животного выполнению поведенческой программы 36
3.3. Хирургическая подготовка животного 37
3.4. Устройство миниатюрной многоканальной микроэлектродной системы 40
3.5. Регистрация нейронной активности 42
3.6. Обработка полученных данных 44
4. Результаты исследования.
4.1. Динамика паттернов разного уровня по этапам поведенческой программы 45
4.2. Реорганизация состава активных клеток во время выполнения обезьяной поведенческих действий 57
4.3. Общие клетки в составе нейронов стриатума с паттернами высокой и низкой активности, на разных этапах поведенческой программы 64
5. Обсуждение результатов 73
6. Выводы 84
Список литературы 85
- Морфологическая организация стриатума
- Нарушение моторных функций при различных формах стриатных патологий и электрической стимуляции стриатума
- Обучение животного выполнению поведенческой программы
- Динамика паттернов разного уровня по этапам поведенческой программы
Введение к работе
Стриатум (хвостатое ядро и скорлупа) - крупнейшая подкорковая структура мозга млекопитающих. В стриатуме конвергируют кортикофугальные волокна от всех полей неокортекса, как проекционных, так и ассоциативных [Webster, 1961; Carman, et al., 1963; Webster, 1965; Smith, Parent, 1986; Takada et al, 1998]. В связи с этим нейроны этой структуры, потенциально, могут вовлекаться во все функции мозга и в контроль всех форм поведения. В опытах с регистрацией импульсной активности нейронов стриатума установлено, что их активность изменяется в ответ на сенсорные стимулы (Schultz, Romo, 1988; Caan et al., 1984; Kimura, 1992; Romo et al., 1992; Apicella et al., 1998), во время подготовки и выполнения движений [De Long, 1972; Crutcher, DeLong, 1984; Kimura et al., 1992], а так же в связи с реакциями внимания [Hikosaka, Sakamoto, 1986; Boussaoud, Kermadi, 1997], получением и ожиданием подкрепления в опытах с выработкой условных рефлексов [Apicella et al, 1996; Hassani, Schultz, 1998; Hollerman, 1998; Ravel et al., 1999]. Имеются данные об участии нейронов стриатума в механизмах обучения и памяти [White, 1997; Thomas et al., 1998; Graybiel, 1998]. При этом всегда, когда исследуется сопутствующая поведению импульсная активность нейронов стриатума, регистрируются нейроны, реагирующие избирательно только на одно из действий животного или на один из внешних стимулов, а также нейроны, отвечающие на выполнения двух и более частей программы опыта.
Определение количества функционально мономодальных и функционально полимодальных нейронов позволяет предполагать, что специфика вклада нейронов стриатума в формирование разных поведенческих действий связана с активацией разного числа нейронов. Однако опыты на животных, обученных выполнению многоэтапного поведенческого задания, показали, что переход животного к выполнению очередного действия после завершения предыдущего сопровождается незначительным изменением числа активных нейронов, несмотря на функциональные различия, последовательно выполняемых действий [Толкунов с соавт., 1993; Толкунов с соавт., 1998]. Значительно в большей степени при этом изменялся состав активных нейронов. Число нейронов, перешедших на фоновый уровень активности и, наоборот, ставших активными на данном этапе выполнения программы, в несколько раз превышает изменение общего числа активных нейронов, связанного со сменой действий животного [Толкунов с соавт., 2002; Толкунов с соавт., 2003], Таким образом, участие нейронов стриатума в организации разных поведенческих действий сопряжено не только с вовлечением определенного числа нейронов, но и с формированием определенной комбинации активных клеток.
В связи с этим возникает вопрос о механизме выбора нейронов, активных на каждом этапе поведения. Этот механизм, в конечном счете, определяет структуру исходящего из стриатума потока эфферентных импульсов, характер его влияния на иннервируемые им структуры мозга и теми самым специфику влияния стриатума на организацию разных поведенческих действий. Исследования в этом направлении касаются не только функции стриатума и механизма его влияния на организацию поведения. Анализ состава активных клеток на каждом этапе поведения это один из путей исследования одной из насущных проблем нейрофизиологии: кодирования внутримозговых сигналов, обеспечивающих оперативную системную деятельность мозга.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель работы. Исследовать количественные изменения импульсной активности нейронов стриатума обезьяны, связанные с последовательным выполнением функционально разнородных поведенческих действий. Основные задачи исследования.
1. Разработать метод количественной оценки изменений нейронной активности стриатума мозга обезьяны, регистрируемой во время бимануальной оперантной деятельности животного.
2. Определить распределение нейронной активности разного уровня интенсивности по этапам выполнения животным поведенческого задания.
3. Исследовать соотношение сопряженных с поведением изменений нейронной активности разного уровня с параллельно наблюдаемыми поведенческими действиями животного.
ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Поведению обезьян сопутствует индивидуальная импульсная активность нейронов стриатума двух видов: низкоинтенсивная и высокоинтенсивная. В соответствии с этим, для нейронов стриатума характерны паттерны низкой и высокой активности.
2. Динамика паттернов низкой и высокой активности носит прямо противоположный характер. А именно количество паттернов низкой активности увеличивается в связи с началом и окончанием поведенческой программы, а паттерны высокой активности - в связи с исполнительной частью программы.
3. Оба вида паттернов не являются свойством нейронов и изменяются в связи со сменой поведенческих действий, выполняемых животным. В связи с этим на каждом этапе программы происходит реорганизация паттернов обоих видов, вызванная сменой условий поставленного задания.
4. Наряду с количеством активных нейронов, вовлекаемых в реализацию поведенческих действий, существует иной механизм участия стриатума в целостной работе мозга. Этот механизм связан с изменением баланса между высокоинтенсивной и низкоинтенсивной нейронной активностью стриатума. НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Исследована корреляция нейронной активности, в разной степени превышающей ее фоновый уровень до начала эксперимента, с последовательно выполняемыми животным поведенческими действиями.
Установлено, что импульсная активность нейронов стриатума, сопутствующая разным поведенческим действиям животного, характеризуется различиями в соотношении наблюдаемых паттернов активности. Установлено также, что паттерны разной интенсивности могут генерироваться одними и теми же нейронами. Определена связь паттернов разной интенсивности с выполнением нелатерализованных и латерализованых поведенческих действий.
Новизна полученных данных заключается в том, что практически все имеющиеся данные о нейронных коррелятах поведения в стриатуме получены путем исследования всех статистически значимых изменений нейронной активности, без количественного учета степени этих изменений. В данной работе впервые исследована корреляция с поведением разных по интенсивности паттернов нейронной активности, установлено, что паттерны высокой и низкой интенсивности играют разную роль в организации поведения. Показано, что отличия в нейронной активности, связанные с организацией разных поведенческих действий, в большей степени отражаются в реорганизации состава наблюдаемых при этом паттернов, чем в изменениях числа активных нейронов и реорганизации их состава.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ
Результаты, полученные на базе данных исследования нейронов стриатума, имеют теоретическое значение. Они существенно дополняют знания по более общей проблеме нейрофизиологии: способе кодирования внутримозговых сигналов, обеспечивающих оперативную связь между центрами мозга и в конченом счете, организующим поведение организма.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Основные положения и результаты докладывались: на «Всероссийской конференции молодых исследователей», 2005; на «Всероссийской конференции молодых исследователей», 2006; на Съезде физиологов СНГ г. Дагомыс; на 10-ой школе-конференции «Биология - XXI век», 2006; на «Второй международной конференции по когнитивной науке», 2006.
ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы отражено в 6 печатных работах, из них 1 статья и 5 тезисов.
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.
Диссертация изложена на 106 страницах, состоит из введения, описания методов исследования, изложения результатов исследования, обсуждения результатов и выводов. Диссертация включает три главы и список литературы, содержащий 189 источников. Работа иллюстрирована 16 рисунками и 4 таблицами.
Морфологическая организация стриатума
Стриатум относят к подкорковым структурам переднего мозга. Это парный ядерный комплекс, который выступает как одна из основных структур базальных ганглиев {ganglion basale). Стриатум представлен хвостатым ядром (nucleus caudatus) и скорлупой (putamen) [Арушанян, Отеллин, 1976; Parent, 1989; Леонтович, Михальченко, 1997]. Оба ядра сходны по происхождению, нейронному составу, ходологии проводящих путей и нейрохимическому составу [Отеллин, 1973; Горбачевская, 1994; Леонтович, Михальченко, 1997; Чивилева, 1997]. В эмбриональном периоде скорлупа и хвостатое ядро возникают как единое образование конечного мозга, которое у высших млекопитающих (кошки, собаки, обезьяны, человека) в процессе индивидуального развития разделяется на две структуры, но у низших млекопитающих, в частности у крыс, они остаются неразделенными в течение всего периода онтогенеза [Parent, 1984]. Поэтому зачастую стриатум исследуется как единая, целостная структура [Толкунов, 1978]. У высших приматов и человека скорлупа - самое крупное ядро базальных ганглиев, тогда как у других животных - хвостатое ядро.
По клеточному составу стриатум является гетерогенной структурой. Хвостатое ядро и скорлупа млекопитающих и человека построены в основном из мелких и средних клеток (98,7-99,4% всех клеток) и немногих крупных (0,6-1,3%) [Леонтович, Михальченко, 1997]. По данным Carpenter размеры клеток стриатума варьируют от 10 до 50 мкм [Carpenter, 1984]. Размер мелких и средних нейронов составляет 10-18 мкм [Kemp, Powell, 1971]. Кроме того, нейроны стриатума различаются по размерам отростков, наличию или отсутствию шипиков и химическому составу. Цитологически клетки можно подразделить на несколько типов [Kemp, Powell, 1971; Леонтович, Михальченко, 1997]. Различают длинноаксонные и короткоаксонные нейроны. Основная масса клеток стриатума (95%) это длинноаксонные густоветвистые шипиковые нейроны малого или среднего размера с короткими дендритами. Тонкие извитые аксоны дают множество коллатералей, густо ветвящиеся рядом с телом клетки или на значительном расстоянии. В зоне ветвления аксона одного нейрона может располагаться до 3 тысяч других клеток. У обезьян 90% шипиковых нейронов посылают аксоны к какому-либо одному из ядер-мишеней [Parent et al., 1984; Parent et al., 1989]. Большинство таких клеток тормозные, ГАМК-ергические, либо содержат таурин и различные нейропептиды (субстанция Р, энкефалин) [Graybiel, 1986; Graybiel, 1990].
Среди клеток стриатума выявлена малочисленная группа крупных нейронов с длинными аксонами и дендритами. Отростки этих клеток либо гладкие, либо с малым числом шипиков. Выявлена возбуждающая, холинэргическая природа таких нейронов [Dimova, Usunoff, 1989]. В вентральных отделах хвостатого ядра встречаются малочисленные крупные веретенообразные нейроны. Их отростки очень длинные (дендриты около 1000 мкм) и гладкие. Дендриты этих клеток не ветвятся и только на конце распадаются на густую кисть. Предполагается, что эти клетки содержат холецистокинин [Леонтович, 1978; Леонтович, 1997].
Среди короткоаксонных клеток различают крупные нейроны с редковетвистыми дендритами и мелкие - с густоветвистыми. Они весьма разнообразны по размерам и геометрии дендритов, а также нейрохимической природе [Леонтович, 1997]. Так, различают биполярные, униполярные, паукообразные и др. типы клеток. При этом клетки содержат холин [Di Figlia, 1987; Mesulam, et al., 1992], холецистокинин [Telagi, et al., 1984], нейропептиды [Kowall, et al., 1987].
Для всех отделов стриатума свойственна сложная дифференцировка. Исследования в области гистологии и гистохимии стриатума показали разделение его состава на стриосомы и матрикс (Graybiel, 1982; Goldman-Rakic, 1982). На гистологических препаратах в стриатуме обезьян описана основная редкоклеточная ткань - «матрикс» и мелко- и густоклеточные «островки», окруженные капсулой - «стриосомы» [Goldman-Rakic, 1982]. Сложная внутренняя дифференцировка стриатума также выявлена у собаки и человека [Леонтович, 1983; Леонтович, 1994]. Клеточный состав стриосом и матрикса различается. Для обоих видов компартментов характерно наличие шипиковых нейронов, но их дендриты не покидают своего компартмента [Penny, et al., 1988]. Аксоны шипиковых нейронов стриасом и матрикса ветвятся в своем дендритном поле. Среди шипиковых нейронов матрикса имеется небольшая часть клеток, аксоны которых, в основном, располагаются в отдаленных обширных участках матрикса [Kawaguchi, et al, 1989; Kawaguchi, et al., 1990]. Бесшипиковые нейроны в основном расположены в матриксе и реже на границе со стриосомами. Их дендриты могут ветвиться в обоих компатрментах, а аксоны - только в матриксе [Bolam., et al, 1988; Penny, et al., 1988].
Большинство синапсов в этой структуре относятся к аксо-шипиковым. Так, у обезьян такие синапсы составляют 82% от их общего числа, против 18% аксо-дендритных [Леонтович, 1968; Леонтович, 1997]. Именно шипиковые нейроны являются основными входными и выходными элементами стриатума. Так же им свойственны и многочисленные внутренние связи. Поэтому, несмотря на наличие «матрикса» и «стриосом» для стриатума характерна сетевидная структура. Основным элементом сети неостриатума являются проекционные шипиковые нейроны.
Нарушение моторных функций при различных формах стриатных патологий и электрической стимуляции стриатума
Патология стриатума демонстрирует как торможение моторики (болезнь Паркинсона), так и ее активацию (хорея Хантингтона). При введении в хвостатое ядро дофамина или его агонистов можно наблюдать усиление стереотипной двигательной активности [Iversen, 1977; Benmger, 1983], Дофамин долгое время рассматривался как ключевой неостриарный медиатор отчасти потому, что нейропатологические исследования включают его в ряд патологических состояний: паркинсонизм, хорея Хантингтона, дизкинезия [Bernardi et al,, 1975].
Влияние эфферентных систем неостриатума на нижележащие уровни, т.е. на бледный шар и ретикулярную часть черной субстанции, в норме, по-видимому, сбалансировано [Scheel-Kruger, 1985; Шаповалова, 1985]. Дисбаланс в ту или иную сторону может приводить к патологии. Так, усиление холино-Р-ергических стриарных механизмов приводит к такой патологии как болезнь Паркинсона [Scheel-Kruger, 1985]. Это заключение подтверждается данными, полученными на животных. Показано, например, что микроинъекции холи ном иметиков в ретикулярную часть черной субстанции вызывает у животных характерные симптомы: тремор и каталепсию [De Montis et al., 1979]. Сходные эффекты вызывает введение этих препаратов в хвостатое ядро. Из некрологических синдромов у разных животных при этом отмечены: дистония, нарушения позы, потеря моторной координации [Cools, et al., 1975]. Также показано, что интрастриарная инъекция веществ, влияющих на дофамин- и ГАМК-ергическую передачу, результируется в появлении мышечной ригидности и/или каталепсии, четко зависящей от места введения [Ellenbroek, et al., 1986]. Так, введение в ростральную часть стриатума галоперидола (агонист дофамина) вызывает мышечную ригидность. Такой же эффект вызывает введение в интермедиальную часть неостриатума мусцимола {агониста ГАМК). Дисбаланс между медиаторньши стриарными механизмами вызывает патологические изменения моторных функций.
Электрическая стимуляция неостриатума может вызвать относительный дисбаланс этих систем, и, следовательно, также приводить к моторным нарушениям. Так, стимуляция головки хвостатого ядра оказывает, как правило, тормозное влияние на реализацию инструментальной реакции - увеличение латентных периодов всех компонентов движения, усиление тонического компонента произвольного движения и позы [Шаповалова, Баженова, 1979а; Шаповалова, 1985].
Однако при электрической стимуляции стриатума, кроме тормозных эффектов, при определенных параметрах стимулирующего тока можно получить и облегчающие влияния (например, повороты головы, туловища, вращение и т.д.), причем с одной и той же точки. На модели произвольной двигательной реакции, связанной с поддержанием определенной позы, в опытах на собаках изучались особенности влияния головки хвостатого ядра на моторные компоненты инструментальной оборонительной реакции, на решение самой инструментальной задачи и дифференцирование сигналов в оборонительной ситуации, а также особенности так называемой «каудатной остановки» и роль эфферентных входов в ее запуске и коррекции. Применение электрической стимуляции головки хвостатого ядра оказало преимущественно тормозный эффект на реализацию оборонительной реакции [Шаповалова, Баженова, 1979а]. В зависимости от интенсивности применяемой стимуляции наблюдалось постепенное нарастание этих тормозных влияний от торможения отдельных моторных компонентов инструментальной реакции разной степени до полной остановки движения [Шаповалова, Баженова, 19796].
Анализ полученных при стимуляции головки хвостатого ядра данных показал, что хотя при этом наблюдались изменения всех моторных компонентов инструментальной реакции, наибольшее влияние было отмечено в период предшествующий инициации произвольного движения [Шаповалова, 1978]. Это выражалось в избирательном торможении движений, предваряющих инструментальную реакцию, а также в резком увеличении латентных периодов ЭМГ-активности мышц опорных конечностей. Это позволило сделать вывод о важной роли неостриатума в процессах сенсомоторной интеграции, предшествующей инициации произвольных движений.
В экспериментах на собаках анализировались особенности временных характеристик перестройки позы после предварительной стимуляции стриатума [Шаповалова с соав., 1984]. Оказалось при этом, что предварительная низкочастотная стимуляция головки хвостатого ядра достоверно увеличивала продолжительность основного компонента перестройки позы перераспределение веса рабочей конечности.
Показано, что степень «каудатной остановки» может варьировать в зависимости от интенсивности применяемой электрической стимуляции [Арушанян, Отеллин, 1976; Шаповалова, Баженова, 19796]. При увеличении амплитуды стимуляции головки хвостатого ядра остановка произвольных движений собак проявлялась на фоне резкого увеличения активности мышц рабочей конечности.
В опытах на обезьянах было показано, что агрессивные реакции (открывание рта, оскаливание зубов, голосовые реакции) при помещении животного в приматологическое кресло, а также общая агрессия в стаде тормозятся электрической стимуляцией стриатума.
Обучение животного выполнению поведенческой программы
Обучение обезьян поведенческой программе осуществлялось после адаптации животного к креслу по инверсному алгоритму, разработанного Орловым с соавт. Обучение животных по инверсному алгоритму предполагает что, ему предлагается противоположный (инверсный) его намерению вариант и подкрепляется момент, когда животное отказывается от прежней тактики. Этот метод значительно ускоряет процесс обучения сложному поведению [Орлов, Моченков, 1993].
В данной работе процесс обучения состоял из нескольких этапов. Сначала обезьяну обучали передвижению двумя пальцами обеих рук двух манипуляторов. Затем приступали к обучению работе с рычагами по условному сигналу. После чего тренировали животное для работы по полному циклу поведенческой программы.
После открытия экрана обезьяна двумя руками нажимала на два рычага одновременно, что приводило к включению одного из расположенных на пульте светодиодов. Светодиоды, расположенные справа и слева от центра установки, служили условными сигналами. Таким образом, обезьяна сама включал себе условный сигнал, который случайном порядке мог появляться справа или слева.
Важным моментом выполнения программы опыта было то, что при условном сигнале левостороннего значения обезьяна должна была снять с рычагов только левую руку, оставляя правую неподвижной. При условном сигнале правостороннего значения, наоборот, оставалась на рычаге левая рука, а снималась правая. Если обезьяна освобождала обе руки, опыт прекращался. Это было важно в двух отношениях. Во-первых, при левостороннем и правостороннем варианте моторная реакция была всегда односторонней, т.е. контралатеральной или ипсилатеральной по отношению к месту регистрации нейронной активности. Во-вторых, момент отпускания рычага точно соответствовал началу условнорефлекторного движения, отделяя от него этап принятия решения о том, какой рукой следует действовать при данном условном сигнале.
Для получения подкрепления обезьяна выбранной, по условному сигналу рукой нажимала на правый или левый рычажок и включала соответственно левую или правую кормушку. В момент включения кормушки раздавался громкий щелчок соленоида, служивший сигналом правильного выполнения задания. Если обезьяна ошибочно снимала с рычага неверную руку и нажимала на рычажок не соответствующий условному сигналу, то щелчка не было. Таким образом, щелчок кормушки позволял точно определить момент получения животным сигнал о правильности принятого решения.
После обучения проводили хирургическую подготовку животного. Животное оперировали под кетаминовым наркозом. Проводилось скальпирование и трепанация черепа по стереотаксическим координатам [Sneider, Lie, 1961]. Сверлились 4 отверстия для крепежных титановых винтов и 1 для погружения микроэлектродов. На винты с помощью быстротвердеющей пластмассы соответственно стереотаксическим координатам крепилась платформа для размещения микроэлектродной системы.
Локализацию зон отведения нейронной активности уточняли гистологически после завершения опытов. Схематически они представлены на рис.6.
Динамика паттернов разного уровня по этапам поведенческой программы
В используемой программе опытов выделяли 15 последовательных этапов ее выполнения животным. Каждый этап представлял собой функционально отличное поведенческое действие. Выполнение поведенческой задачи предполагало два варианта. При одном варианте, после правостороннего условного сигнала обезьяна соответственно действовала правой рукой, при другом варианте, после левостороннего условного сигнала, действовала левой рукой.
В каждой реализации поведенческой программы одновременно регистрировалась импульсная активность группы из 6-ти (в двух случаях 5-ти) нейронов. Для каждой группы клеток выполнялось не менее 20 реализаций поведенческой программы. В целом зарегистрирована импульсная активность 88 клеток: 36 - в скорлупе правого полушария и 52 -в скорлупе левого полушария.
По активности каждого нейрона строили два вида релятивных гистограмм: один для левостороннего, другой для правостороннего вариантов опытов. В каждом варианте гистограмм выделяли 15 последовательных фрагментов активности, соответствующих 15 последовательно выполняемым поведенческим действиям животного. Всего, таким образом, было выделено и проанализировано 2640 (88 15 2) фрагментов нейронной активности, соответствующих каждому этапу поведенческой программы в каждом из двух ее вариантов. В 1058 фрагментах импульсная активность достоверно (Р 0,05) превышала фоновый уровень активности данного нейрона перед началом накопления данной серии спайков.
Нейрон, активность которого на данном этапе программы значимо выше ее фонового уровня в дальнейшем будет называться активным на данном этапе программы в данном варианте опыта. По полученным данным составляли матрицы, представленные на рис. 7 и 8. Матрицы, составленные по результатам анализа активности 36 нейронов, зарегистрированных при последовательном выполнении одних и тех же поведенческих действий в правостороннем и левостороннем их вариантах, представлен на рис.7. Матрицы, составленные по результатам анализа активности 52 нейронов, зарегистрированных при последовательном выполнении одних и тех же поведенческих действий в правостороннем и левостороннем их вариантах, представлен на рис.8. Каждый столбец матриц соответствует одному из зарегистрированных нейронов, номера столбцов соответствуют номеру нейрона в порядке его регистрации во время опытов. Строки матрицы соответствуют этапам поведенческой программы в порядке их выполнения. В каждой колонке затемнена клетка, соответствующая тому этапу программы, на котором данный нейрон был активным.
Рассмотрение матрицы выявляет отношение к разным поведенческим действиям, как каждого отдельного нейрона, так и всей популяции зарегистрированных нейронов в целом. Первое, что обращает на себя внимание, это то, что активные клетки имеются на каждом этапе поведения. Сумма затемненных квадратов в каждой из строк, показанная с правой стороны матрицы - число активных нейронов на данном этапе.
При левостороннем и правостороннем вариантах программы эти числа неодинаковы. Кроме того, матрицы левостороннего и правостороннего вариантов программы отличаются тем, что на одном и том же этапе, даже при равном количестве активных нейронов, они представлены разными клетками, т.е. в левостороннем и правостороннем вариантах могут активироваться разные нейроны. Наряду с этим один и тот же нейрон, как правило, активен на разных этапах программы, во время выполнения животным функционально различных действий.
Однако, то, что один и тот же нейрон активен на разных этапах программы, еще не свидетельствует о том, что его активность на разных этапах одинакова по своим параметрам. Прежде всего, это касается степени превышения уровня нейронной активности над фоном, которая, как показал анализ, является различной.
Из данных матриц рис. 7 и 8 следует, что один и тот же нейрон, как правило, активен на разных этапах программы. Как показал анализ, на разных этапах программы уровень его активности может быть различным. Поэтому для каждого этапа характерно не число нейронов с определенным уровнем активности, а число случаев, когда на данном этапе зарегистрирован определенный уровень этой активности. Иными словами, на каждом этапе программы регистрируются паттерны активности разного уровня относительно фона. Как показал анализ, каждый вид паттернов на разных этапах, оказывается, представлен разными нейронами. Поэтому число паттернов разного уровня активности значительно превышает количество зарегистрированных нейронов.
Число паттернов разного уровня, зарегистрированных на отдельных этапах поведения животного, приведено в таблице 1. При построении таблицы все зарегистрированные паттерны активности были разделены на отдельные группы в соответствии с уровнем превышения их активности относительно фона.
Таблица показывает, что самая многочисленная группа паттернов с достоверными (Р 0,05) изменениями нейронной активности относительно фона, превышало его не более, чем в 2 раза. Практически на каждом этапе поведенческой программы количество паттернов этой группы преобладало над паттернами других групп. Об этом свидетельствует и общее число паттернов первой группы, которое при правостороннем варианте поведенческой задачи составляло 296, а при левостороннем - 283.
