Введение к работе
. Актуальность проблемы. Изучение холинореактивных структур перед-гего мозга вызьюает большой интерес в связи с их включением в целый )яд механизмов, лежащих в основе обучения, памяти и внимания (Eve-itt, Robblns, 1997), а также потому, что холинореактивные системы іереднего мозга связаны с этиологией ряда заболеваний, таких, как іаркинсонизм. шизофрения, болезнь Альцгеймера.
В последние годы пристальное внимание.направлено на изучение ро-ш восходящей холинореактивной системы, которая начинается в тегмен--альных латеро-дорзальном (LTD), педункуло-понтийном (РРМ) ядрах и > дальнейшем переключается в центро-медианном (СМ) и парафасцикуляр-гом (Pf) ядрах таламуса (CM-Pf комплекс). Эта система влияет на та-ме процессы, как цикл бодрствование-сон, внимание, ориентировочная іктивность (McCormick, 1990). CM-Pf комплекс таламуса посылает пряме проекции во все зоны неостриатума (Berendse, Groenewegen. 1990; lagsdale. Graybiel. 1991). Это позволяет рассматривать неостриатум №3) как важную мишень модулирующих влияний, восходящих из тегмен-альных нейронов (Shapovalova, 1993). В NS перерабатывается приходя-;ая от всех корковых зон информация, которая далее через ряд подкор-:овых структур (бледный шар, ретикулярную часть черной субстанции, ;дра таламуса) снова достигает коры в области ее моторных зон (Kemp, dwell, 1971). NS рассматривают как селектор корковых и талашческих игналов, направленный на организацию наиболее адекватного моторного ыхода (Hassler, 1978).
NS имеет свой внутренний источник холина. Содержание ацетилхоли-а в его дорзальном и вентральном отделах является одним из самых ысоких в центральной нервной системе (Годухин. 1987; Fonnum, Walla-s. 1979). Основным источником ацетилхолина в этой структуре служат рупные интернейроны (Fibiger, 1982; Groves, 1983). NS отводится су-ественная роль в селекции значимых сигналов, регуляции двигательно-о поведения, обучении, памяти (Scheel-Kruger, 1985; Wanquire, Clin-е, 1985). в программировании движений, в организации переключения дной двигательной программы на другую (Арушанян, Отеллин, 1976; Мо-ensonetal., 1980; Шаповалова, 1989, 1996). По-видимому, важное иачение в осуществлении этих процессов играет взаимодействие холи-ореактивных систем NS и таламического CM-Pf комплекса. Морфологи-эские (Горбачевская, 1973; Hattori, 1990), а также нейрофизиологи-эские исследования (Арушанян. Отеллин, 1976; Krauthamer, 1979) сви-этельствуют о важной роли NS в контроле восходящего в интраламинар-т комплекс сенсорного потока и в контроле тех кортикальных отве-
- і -
тов, которые вызываются или модулируются этим сенсорным таламическим входом. В свою очередь, эфферентные проекции инграламинарных ядер в NS, по-видимому, играют важную роль в регуляции его функций, и в том числе, в регуляции контроля различных форм поведения, который осуществляется посредством NS.
Цель исследования. Целью данной работы явилось исследование участия холинореактизных систем хвостатого ядра (Caudate Nucleus у собак - CN; Caudate-Putamen у крыс - Cd-Put) и CM-Pf комплекса таламуса в различных формах двигательного поведения, изучение их взаимодействия, а также сравнение на одной поведенческой модели результатов активации и ингибирования холинореактивных систем данных структур. Конкретными задачами исследования были следующие:
-
В хронических экспериментах на собаках изучить влияние микроинъекций агониста ацетилхолина - карбахолина и блокатора холиновых рецепторов - скополаыина при уни- или билатеральном введении вещества в CN на реализацию инструментального движения и дифференцирование звуковых сигналов в оборонительной ситуации.
-
В хронических экспериментах на собаках исследовать влияние химической или электрической активации холинореактивной системы CM-Pf комплекса таламуса на выполнение аивотными инструментального оборонительного движения и дифференцирование звуковых сигналов в оборонительной ситуации.
-
Изучить влияние совместных унилатеральных микроинъекций карбахолина или скополамина в CN и CM-Pf комплекс таламуса на реализацию собаками инструментального движения и дифференцирование звуковых сигналов в оборонительной ситуации.
-
В хронических экспериментах на крысах исследовать влияние уни-и билатерального электролитического разрушения Pf ядер таламуса на обучение активному избеганию в Т-образном лабиринте.
-
В хронических экспериментах на крысах исследовать влияние активации холинореактивной системы Cd-Put при уни- и билатеральном электролитическом разрушении Pf ядер таламуса на обучение активному избеганию в Т-образном лабиринте.
Научная новизна. Получены оригинальные данные об участии холинореактивных систем CN и CM-Pf комплекса таламуса в реализации инструментального движения и дифференцировании сигналов в оборонительной ситуации у собак. Установлено взаимодействие холинореактивных систем CN и CM-Pf таламуса и их структурное вовлечение в реализацию моторных и сенсорных компонентов инструментального движения, связанного с поддержанием определенной позы. Показано, что билатеральные микро-
инъекции карбахолина в CN собак улучшают сложившийся тип инструментального ответа.
Получены оригинальные данные о влиянии разрушения Pf ядер таламуса крыс, и о влиянии микроинъекций карбахолина в Cd-Put крыс при уни- и билатеральном разрушении Pf ядер таламуса на выработку животными дискриминационного условного рефлекса активного избегания (УРАИ) в Т-образном лабиринте. Показано, что билатеральное разрушение Pf ядер таламуса приводит к резкому ухудшению процесса обучения крыс в Т-образном лабиринте, а активация холинореактивной системы Cd-Put после разрушения Pf ядер таламуса не вызывает изменений в выработке дискриминационного УРАИ.
Теоретическая значимость. Полученные данные свидетельствуют о том, что холинореактивная система CN билатерально вовлечена в регуляцию как моторных, так и сенсорных механизмов реализации двигательных ответов на оборонительные и дифференцировочные сигналы. Кроме того, анализ полученных данных позволил сделать заключение о ванной роли взаимодействия холинореактивной системы CN и активирующих влияний из CM-Pf комплекса таламуса в сенсорных и моторных процессах, связанных с инициацией и реализацией инструментальных ответов, а также в регуляции внимания к значимым стимулам. Важной предпосылкой эффекта взаимодействия этих двух систем, с одной стороны, по-видимому, является уровень активности холинореактивной системы CN, а с другой - степень влияния восходящей холинергической афферентации, переключающейся в интраламинарных ядрах.
Апробация диссертационного материала. Материал диссертации докладывался на международном симпозиуме "Физиологические и биохимические основы активности мозга" (С.-Петербург, 1994). на международном симпозиуме по эволюционной физиологии (С.-Петербург, 1996), на симпозиуме стран СНГ "Сгриатная'система и поведение в норме и патологии" (Алушта, 1996), а так-^се на международном симпозиуме "Нейрофизиоло- ' гия и нейрохимия условного рефлекса" (С.-Петербург, 1997).
Структура и объем диссертации. Работа изложена на страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания методики, изложения результатов с их обсуждением, общего заключения, выводов и списка литературы. Диссертация содержит рисунка и таблиц. Список литературы содержит . русских и иностранных наименований.