Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Организация нейронов, непосредственно участвующих в транскаллозальной межполушарной связи коры мозга кролика

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тарасова, Людмила Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.„.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

МЕТОДИКА.

РАЗДЕЛ I. Электрофизиологическое исследование структурно-функциональной организации нейронов, непосредственно участвующих в межполушарной транскаллозальной связи

Результаты исследования.

Идентификация и свойства каллозальных нейронов

Идентификация и свойства моносинаптических ответов.

Структурно-функциональная организация прямой транскаллозальной связи.

Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Организация нейронов, непосредственно участвующих в транскаллозальной межполушарной связи коры мозга кролика"

Актуальность.

Совместная работа полушарий головного мозга обеспечивается системой комиссуральных связей. В состав комиссуральной системы входят мозолистое тело, передняя, задняя, гиппокампальная и хабе-нулярная комиссуры, межбугровое сращение. Среди них мозолистое тело является важнейшим и в филогенетическом отношении сравнительно молодым и развивающимся путем, связывающим кору мозга двух полушарий, Так, у мыши оно содержит 300 тыс, каллозальных аксонов при отношении их к количеству аксонов пирамидного тракта 5:1, а у человека - 200 МЛН, при отношении 100:1 ( Tomash. , 1954; Tomash. , Macmiiian , 1957). Соответственно возрастает абсолютное и относительное количество каллозальных нейронов и нейронов, непосредственно получающих транскаллозальное возбуждение.

Агенез мозолистого тела или его рассечение, проводимое, в частности, у больных эпилепсией, не вызывают, при поверхностном рассмотрении грубых нарушений деятельности мозга, что создавало ранее, по выражению Сперри ( Sperry , 1962), представление о мозолистом теле как о "самой большой и самой ненужной из всех структур мозга".

Экспериментальное исследование роли транскаллозального взаимодействия в деятельности полушарий головного мозга впервые проведено в 20-30 годы в лабораториях И.П.Павлова и И.С.Бериташвили. Эти и многочисленные последующие работы выявили важную роль мозолистого тела в организации высших функций мозга. Показана значимость этой структуры в межполушарном обмене сенсорной информацией и интегративной деятельности анализаторов, выработке отсроченных реакций, дифференцировок, внутреннего торможения, в следовых процессах и памяти, т.е. в организации сложных форм поведения высших

ЖИВОТНЫХ И человека (Быков,1926; Myers, Sperry ,1953; Myers , 1956; Downer, 1958; Myers, Henson ,1960; Бианки,1959,1967,1979; Айрапетянц,Бианки, 1961; Мосидзе,1964; Sperry, 1966; Gazzaniga , Sperry ,1967; Мосидзе и др.,1972,1976; Доти И др., 1974; Ferris , Dorsen ,1975; Туров, 1979; Antonini ,1979; Хананашвили, 198^3 и др.).

Так как межполушарные влияния имеют важное значение для тонких механизмов интегративной деятельности мозга, в последнее время большое внимание уделяется исследованию межполушарных связей на уровне отдельных нейронов (см. монографии: Сторожук,1974; Мосидзе и др.,1977; Кураев,1982). Естественно, что самое непосредственное участие в межполушарной транскаллозальной связи принимают каллозальные нейроны, т.е. корковые нейроны, аксоны которых входят в состав мозолистого тела, передавая возбуждение в кору противоположного полушария, и нейроны-мишени каллозальных нейронов, т.а клетки, на которых оканчиваются каллозальные волокна.

К настоящему времени существует ряд морфологических и электрофизиологических работ, посвященных изучению структурно-функциональной организации и свойств нейронов, передающих и непосредственно принимающих транскаллозальное возбуждение. Основными результатами, полученными при морфологических исследованиях, явились сведения о клеточном составе каллозальной системы, пространственном распределении и модульной организации клеточных тел и терми-налей (Jacobson, Trojanowski ,1974,1975,I977a,b;Jones et al. , I975;Yorke> Caviness ,1975;Innocent!, Fiore ,1976; Бабминдра, 1976; Wise> Jones ,1976; Imig, Brugge ,I976;Akers, Killackey , 1978; et al- ,1979; Hornung , Garey , 1980 И др.). Основными результатами электрофизиологических исследований явились данные о пространственном послойном распределении каллозальных нейронов, скорости проведения по каллозальным волокнам, параметрах

ВПСП в нейронах-мишенях, отличиях в характеристиках рецептивных полей И фоновой активности (Toyama et al. ^I969"bJ Naito et al., 1970; Innocenti et al.,I974; Swadlow ,1979; Vogt ,Gorman ,1982) Из всех этих данных сведения о модульной организации транскалло-зальной связи представляются наиболее важными, т.к. наряду с аналогичными морфологическими данными о колончатой организации ипси-латеральных внутрикорковых связей (Goldman, Nauta ,1976,1977; Jacobson, Trojanowski, 1977a,Ъ; Collins ,1978; Wong-Riley ,1979; Cippolini, Peters,1979;Ivy et al., 1979;Rockland, Pandya, 1979 и др.) они указывают на модульный принцип в структуре ассоциативных связей в новой коре (Szentagothai ,1978; Eccies ,1979; Маунткасл, 1981). Вместе с тем, в отличие от многочисленных работ по изучению колончатой организации первичных сенсорных областей, формируемых афферентными входами, электрофизиологические данные о модулях, формируемых внутрикорковыми связями, единичны (Эзрохи,Гречуш-никова,1979) и получены на объекте, на котором не проводились соответствующие морфологические работы.

Сведения о прямых афферентных и эфферентных связях каллозаль-ных нейронов и нейронов-мишеней, необходимые для дальнейшего изучения функционирования каллозальных модулей, являются недостаточными и во многом противоречивыми. Вместе с тем, эти данные могут быть ключом к пониманию механизмов, ледащих в основе отличий характеристик каллозальных нейронов и нейронов, возбуждающихся при транскаллозальном раздражении, которые показаны в ряде исследований ( Fadiga et al. ,1972; Robinson ,1973; Innocenti et al. ,1974; Toyama et al*I974; Swadlow ,I974aI979). Такие сведения необходимы и для решения проблемы взаимодействия межполушарного и та-ламо-кортикального потоков возбуждения.

Таким образом участие межполушарных связей в тонких механизмах интегративной деятельности мозга, важная роль мозолистого тела в системе межполушарных связей, разработка модульного принципа построения новой коры выдвигают актуальную задачу изучения организации нейронов, непосредственно участвующих в передаче и приеме транскаллозальных сигналов.

Цель и задачи исследования

Целью работы было исследование модульной организации межполу-шарной транскаллозальной связи в одних и тех же областях коры одного вида животных с комплексным использованием электрофизиологических и, частично, морфологических методов, особенностей прямых афферентных связей и эфферентных проекций каллозальных нейронов и нейронов, с которыми они образуют синапсы в цротивополож-ном полушарии. Такая работа предполагала решение следующих основных задач:

- Электрофизиологический анализ неравномерности плотности распределения тел каллозальных нейронов и нейронов, отвечающих моносинаптически на транскаллозальное раздражение;

- морфологический анализ неравномерности плотности распределения тел каллозальных нейронов;

- сравнительный электрофизиологический анализ моносинаптиче-ских прямых и обратных связей каллозальных нейронов и их нейронов-мишеней со специфическими ядрами таламуса.

Основные результаты, их новизна и значение

Данное исследование представляет собой одну из первых работ, в которой электрофизиологическим методом показано существование скоплений тел каллозальных нейронов и нейронов, моносинаптически возбуждающихся при раздражении мозолистого тела или гомотопной области коры, т.е. нейронов-мишеней каллозальных нейронов. Последнее указывает на существование скоплений терминалей аксонов каллозальных нейронов, расположенных в гомотопной области коры противоположного полушария. Показано также, что такие скопления тел каллозальных нейронов и терминалей их аксонов составляют единое "каллозальное" скопление. При этом тот факт, что нейроны-мишени могут быть, в свою очередь, каллозальными нейронами, говорит о возможности существования реципрокной возбуждающей связи между симметричными каллозальными скоплениями.

В дополнение к известным морфологическим данным о модульной организации внутрикорковых, в том числе транскаллозальных, связей человека, приматов, хищных и грызунов впервые получены данные о модульной организации внутрикорковой транскаллозальной связи у представителя отряда зайцеобразных.

Впервые данные о модульной организации ассоциативных связей одних и тех же областей коры одного и того же вида животных получены с использованием как электрофизиологической, так и морфологической (ретроградный аксональный транспорт пероксидазы хрена) методик.

Получены данные и проведен сравнительный анализ прямых афферентных связей и эфферентных проекций каллозальных нейронов и нейронов, получающих транскаллозальное моносинаптическое возбуждение. Это позволило обнаружить особенности и различия в прямых таламо-кортикальных и корково-таламиче ских связях каллозальных нейронов и нейронов-мишеней, определяющие различия в свойствах этих нейронов; решить воцросы о том, могут ли транскаллозальные волокна быть коллатералями аксонов, проецирующихся на подкорковые образования; могут ли каллозальные нейроны, имеющие моноси-наптический транскаллозальный вход, быть нейронами пирамидного тракта.

Данные о структурной организации, свойствах и связях нейронов, непосредственно участвующих в передаче и приеме межполушар-ного возбуждения, имеют теоретическое и практическое значение: они способствуют пониманию тонких механизмов взаимодействия между полушариями головного мозга в норме и при образовании зеркальных эпилептических очагов, взаимодействия межполушарного и таламо-корти-кального потоков возбуждения. Поскольку транскаллозальная связь представляет собой одну из систем внутрикорковых ассоциативных связей, сведения о модульной организации этой системы и о связях между модулями углубляют знание общих принципов организации новой коры. Разработанный электрофизиологический подход к исследованию каллозальных скоплений и связей между ними позволяет изучать принципы обработки сигналов внутри модуля, формируемого внутрикорко-выми связями, и между такими модулями. Важность этой задачи определяется прежде всего тем, что по современным представлениям нейронные модули являются основными структурными единицами, обрабатывающими информацию в новой коре.

Диссертация изложена на 97 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, II таблиц. Библиографический указатель включает 188 работ, из которых 42 ^ На русском языке.

- 10

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Связь коры двух полушарий головного мозга может осуществляться по корково-подкорково-корковому пути, требующему несколько си-наптических переключений, или через систему каллозальных нейронов, непосредственно осуществляющих моносиноптическую передачу сигналов в противоположное полушарие. Последняя служит основным путем, связывающим кору двух полушарий. Так, еще в ранних работах Маерс И Сперри (Myers, Sperry ,1953; Myers ,1956) блокировали путь ИЗ каждого глаза в противоположное полушарие, рассекая зрительные нервы в области перекреста, после чего обучали кошек выполнять зрительное различение одним глазом (другой был закрыт). Возможность различения глазом, который при обучении был закрыт, указывало на сохранность межполушарной передачи. Однако после дополнительного рассечения мозолистого тела и передней комиссуры задача зрительного различения ранее закрытым глазом не выполнялась. Это указывало на решающую роль транскаллозальной передачи в подключении второго полушария к различению зрительного сигнала. Подобные результаты получены на приматах И человеке (Downer ,1958; Myers, Henson, I960; Sperry , 1962; Gazzaniga, Sperry Д967). Целью Данного Обзора является представление имеющихся сведений о структурно-функциональной организации каллозальной системы, в состав которой входят каллозальные нейроны и их клетки-мишени, для постановки и обоснования задач исследования.

Основные сведения о морфологической и функциональной организации каллозальной системы получены в экспериментах на приматах, хищных и грызунах. Общий план построения каллозальной системы существенно варьирует как у представителей сравнительного ряда животных, так и в различных областях неокортекса животных одного вида. Наряду с этим существуют закономерности, общие для разных отрядов животных и для разных областей коры. Такие закономерности касаются топического и послойного распределения каллозальных нейронов, клеточного состава каллозальной системы, связей, характеристик рецептивных полей и ряда других параметров структурно-функциональной организации. Существование общих закономерностей позволяет использовать при анализе данных сведения, полученные на разных отрядах животных.

Каллозальные нейроны распределены в коре неравномерно, причем существуют и акаллозальные зоны. Наибольшая плотность каллозальных нейронов отмечена в областях представительства срединных частей тела.В зрительной области каллозальные нейроны сосредоточены вдоль линии вертикального меридиана на границе полей 17 и 18 -для кошки, v -I и v -П - для кролика. Количество каллозальных нейронов уменьшается в период раннего постнатального развития. При этом образуются акаллозальные зоны. Одной из причин этого является потеря нейронами отростков, идущих в контралатеральное полушарие ( Ivy, Kiliackey ,1982). Судя по изменению амплитуды, латентности и длительности транскаллозальных ответов, развитие каллозальных волокон происходит достаточно медленно ( Eiberger 9 1982)• Минимальная латентность транскаллозального ответа у кошек устанавливается в возрасте 7 месяцев, а у крыс уменьшается в два раза с 10 по 277 день. Ниже будут рассмотрены основные закономерности организации каллозальной системы у взрослых животных с более подробным анализом данных, полученных на кроликах.

Основная часть каллозальных нейронов представлена пирамидами малых, средних и больших величин, причем у грызунов преобладают малые и средние пирамиды, а у приматов встречаются группы больших пирамид ( Jacobson, Trojanowski ,1974,1975; Yorke, Caviness,I975; Jones et al.,I975; Innocenti, Fiore,I976; Wise, Jones, 1976; 12

White, De AmicisI977; Swadlow et al. , 1978b; Caminiti et al. Д979; Hornung,Garey, 1980). Среди других, более редко встречающихся типов каллозальных нейронов, можно отметить пирамиды-звезды со сферическим телом меньшего диаметра, тонкими дендритами и отчетливо выраженным апикальным дендритом; звездчатые клетки с небольшим круглым телом и тонкими дендритами без выделяющегося апикального дендрита, перевернутые пирамиды и веретеновидные клетки ( Sanides, 1979; Бабминдра, Толченова, 1982 и др.).

Получены многочисленные данные о послойном распределении тел и терминалей каллозальных нейронов в разных областях коры у разных животных. В ранних работах сведения по этому вопросу были достаточно противоречивыми (см. обзоры: Сторожук,1974; Мосидзе и др.,1977). Однако результаты работ последних лет, выполненных с применением современных методов ретроградного аксонального транспорта пероксидазы хрена и антероградного транспорта меченых аминокислот, оказались в основном однозначными. При этом в послойном распределении тел и терминалей каллозальных нейронов у человека, приматов, хищных и грызунов выявились общие закономерности как для гомологичных, так и для разных областей коры. Тела каллозальных нейронов расположены во П-У1 слоях коры, с явным преобладанием в слое Ш и увеличенным количеством в слоях У-У1 ( Jacobson f Trojanowski 1974,1977а,ъ; Jones et al. Д975; Miller, J975. Yorke, CavinessI975; Бабминдра, 1976; Imig, Brugge, 1976; Caminiti et al.,

1979; Ivy et al., 1979; Rockland, Pandya, 1979; Innocenti, 1980; Hornung,Garey, 1980 и др«). Среди каллозальных нейронов пирамидные клетки преобладают во всех слоях, а клетки других типов встречаются чаще в нижних (Sanides, 1979).

Распределение тел каллозальных нейронов у кроликов изучено только в зрительной коре. В работе Таунса и др. ( Towns et al,, 1977) при окраске по методу Гольджи показано, что тела каллозальных нейронов находятся главным образом в слоях 1У-У1. Обнаружено, что при локальном введении пероксидазы хрена 90$ нейронов в противоположном полушарии окрашивалось в участке диаметром 1,5 мм с центром в гомотопной точке, а участок диаметром 2 мм включал почти все окрашенные нейроны ( Swadlow et al. ,1978b; Swadlow, Weyand, 1981). Каллозальные нейроны были в основном средними пирамидами, при этом, в отличие от упомянутой выше работы Таунса и др., 80-90$$ нейронов располагались в слоях П4И, остальные нейроны находились в слое У за исключением нескольких, обнаруженных в слое 1У« В У1 слое каллозальных нейронов не было. Преимущественное расположение каллозальных нейронов в верхних слоях зрительной коры кролика подтверждено и в электрофизиологических исследованиях ( Swadlow, 1977).

Поперечник большинства миелинизированных волокон, составляющих мозолистое тело, у человека, хищных и грызунов не превышает 2 MKM ( Tomash, 1954; Tomash, Macmillan, 1957; Bishop, Smith f 1964; Fleischhauer,Wartenberg 1967; Seggie, Berry, 1972). БОЛЬШИНСТВО каллозальных волокон у человека имеет диаметр 0,5-1,0 мкм, причем около 40$ волокон являются немиелинизированными ( Fieisch-hauer,Wartenberg, 1967). Диаметры миелинизированных волокон кошки и крысы находятся в диапазоне 0,3-6,4 мкм со средним значением 1,2-1,0 мкм, поскольку 50$ составляют волокна до I мкм в поперечнике ( Naito et al. 1970; Seggie, Berry, 1972). СКОРОСТЬ проведения no медленнопроводящим тонким аксонам, составляющим основную массу каллозальных волокон, равна 1,0 м/с ( Clare et ai.,1961) или 3,0-4,3 м/с ( Nait о et al. jI970) , а по быстропроводящим — до 20,0 м/с (Clare et al., 1961) ИЛИ 6,4-15,8 м/с (Naitо et al., ,1970).

Размеры, строение и электрофизиологические свойства каллозальных аксонов^ кролика детально описаны в серии работ Свэдлоу и Ваксмана (Swadlow, 1974а,ь; Swadlow, Waxman, 1976; Waxman, Swadlow t 1976a, b; Swadlow et ai. J978a) • Показано, что мозолистое тело в области задней комиссуры содержит 45% немиелинизированных волокон диаметром 0,08-0,6 мкм со средним значением 0,2 мкм. Эти волокна объединены в пучки, содержащие от 3-4 до 10-20 волокон, между которыми нет каких-либо специализированных контактов, Отростки глиальных клеток не заходят в пучки. Расстояние между соседними пучками, а также между пучками и миелинизированными волокнами не менее 20 мкм. Диаметры миелинизированных волокон находятся в диапазоне 0,3-1,85 мкм при среднем значении 0,74 мкм. Отношение диаметра осевого цилиндра миелинизированного волокна к общему диаметру равно 0,64-0,87. Немиелинизированная часть перехвата Ранвье короче 2 мкм. В общем, эти и другие тонкие ультраструктурные характеристики каллозальных волокон кролика, определяющие скорость проведения нервного импульса, не имеют существенных отличий от аналогичных параметров других волокон центральной нервной системы.

В зрительной области коры мозга кролика скорости проведения по каллозальным волокнам находятся в диапазоне 0,3-12,9 м/с, приt чем максимальная скорость проведения по немиелинизированным волокнам не превышает 0,8 м/с, а наименьшая скорость проведения по миелинизированным ВОЛОКНам равна 3,4 м/с (Swadlow, Waxman,I976). В сенсомоторной коре кролика скорости цроведения по каллозальным волокнам находились в диапазоне 0,5-17,0 м/с при средней скорости равной 3,7 м/с (Эзрохи, Шаронова,1977). По расчету, каллозаль-ные волокна» проводящие возбуждение со скоростью выше 2,2 м/с, были заведомо миелинизированными, а волокна, проводящие со скоростью ниже 1,3 м/с, --немиелинизированными. Методом предъявления / парных стимулов показано существование в миелинизированных и немиелинизированных волокнах периодов пониженной и повышенной воз

- - 15 будимости, следующих за первым импульсом. Относительная рефрак-терность для аксонов была связана со скоростью проведения и увеличивалась от 1,0 до 4,0 мс по мере ее снижения*

Каллозальные волокна переходят из белого вещества в слой У1, где они могут следовать горизонтально на расстояние 2 мм, а затем идут радиально или косо, давая терлинали в несколько слоев ( Hartenstein,innocenti, 1981). Ветвление аксонов каллозальных нейронов наблюдается и в ипеилатеральном полушарии, хотя оно гораздо менее выражено и охватывает меньшую область, чем в контра-латеральном полушарии ( Lorente de No[922; Jacobson, 1965; Toyama et al., 1969a,b; Feeney, Orem, 1971; Ayala, Vasconetto, 1972; Самадашвили и др., 1975). Показано, что каллозальные волокна, берущие начало в верхних слоях коры, оканчиваются также в верхних слоях коры противоположного полушария, а начинающиеся в глубоких, - оканчиваются в глубоких же ( Graf stein, 1959; Окуджава, Мещерский,

1963; Чуппина,1966; Самадашвили и др., 1975; Yorkе, Caviness ,1975; i . ч

Ribak, 1977; Бианки и др.,1981). Каллозальные волокна оканчиваются в симметричной области коры противоположного полушария ( Chang, 1953а; Grafstein, 1959; Asanuma, Okuda, 1962; Jones, Powell, 1968; I

Jones et ai.J975; Jones, wise, 1977 и др.). Большая часть волокон может иметь И гетеротопическую проекцию (Ebner, Myers 1965; Jacob-son, 1965; Hubel, Wiesel, 1965; Jones, Powell,1968; Jacobson, Tro-janowski, 1974 - см. обзор: Мосидзе и др., 1977).

Аксоны каллозальных нейронов могут оканчиваться в противоположном полушарии на нейронах пирамидного тракта ( Naito et al. , 1970) • При этом предполагается, что тонкие волокна диаметром 0,3-1,0 мкм связаны моно- или дисинаптически с медленнопроводящи-ми нейронами пирамвдного тракта, а волокна диаметром более 1,0 мкм связаны моносинаптически с быстропроводящими нейронами пирамидного тракта. Задержка на одно-два переключения на нейрон пирамидного тракта с медленнопроводящим аксоном составляла 0,5^0,5 мс, а с быстропроводящим аксоном - 0,3^0,3 мс. В первом случае длитель t ность подъема ВПСП равнялась 14,0 мс, а длительность спада -23,1 мс, во втором, соответственно, - 1,3 мс и 11,1 мс. Большая моносинаптическая задержка, 0,74 мс, показана в работе Тоямы и ДР. (Toyama et al., 1969).

Послойная организация контралатеральных окончаний каллозальных нейронов различна у разных видов животных и в разных областях коры ОДНОГО вида (Jacobson, Marcus,1970; Garey, 1979). Однако в большинстве случаев окончания каллозальных волокон представлены во всем поперечнике коры с цреобладанием во П-Ш и У-У1 слоях, причем они формируют синапсы на шипиках апикальных дендри-тов пирамидных клеток, шипиках и соме звездчатых клеток (Chang, I953b;Globus, Sheibel, 1967; Jones, Powell, 1970; Lund, Lund, 1970; Yorke, Caviness,I975; Бабминдра,1976; Толченова, 1976;Wise , Jones, 1976,1978; Akers, KillackeyI978 и др.). Сведения о послойном распределении окончаний аксонов каллозальных нейронов в коре мозга кролика отсутствуют, за исключением работы Глобуса и Шейбе-ла (Globus, sheibel, 1967), в которой показаны окончания на шипиках косых ветвей апикальных дендритов на уровне слоя Ш теменной коры.

Каллозальные нейроны формируют синапсы асимметричным утолщением мембраны (Jones, Powell, 1970; Lund, Lund, 1970; Fisken et al., 1975 и др.), которые рассматриваются как возбуждающие. Предполагается, ЧТО ЭТИ СИНаПСЫ ЯВЛЯЮТСЯ ХОЛИНЭрГИЧеСКИМИ (Levitt, O'Hearn,

1972; ikeda, Marayama, 1975), хотя в других работах эти данные не подтверждаются ( Marazzi, 1974; Giurgea, Moyersoons, 1979).

Установление колончатой или модульной организации коры мозга относится к числу наиболее важных концептуальных достижений науки о нервной системе за последние 20 лет (Jasper, 1980), Предполагается, что корковый модуль представляет собой широко представленную в большей части неокортекса основную наднейронную структурно-функциональную единицу, обрабатывающую информацию в новой коре ( Szentagothai, 1978; Батуев,1977,1978; Eccles, 1979; Маунткасл, 1981).

Впервые предположение о вертикальных структурно и функционально организованных группах клеток новой коры высказал Лоренте де Но (Lorente de No, 1938), основываясь на данных о более тес/ ных связях в таких группах вдоль вертикальной оси, чем по горизонтали, и Маунткасл (Mountcastle, 1957) на основании результатов мищюэлектродных исследований. Дальнейшие морфологические и электрофизиологические работы и прежде всего работы Хьюбеля и Визела (Hubel, wiesei, 1965,1969,1977) подтвердили и расширили сведения о колончатой организации первичных сенсорных (сенсомоторной, зрительной, слуховой) зон коры. При перпендикулярном относительно поверхности коры введении микроэлектрода нейроны колонки выделяются ш следующим признакам (Towe, 1975): I) все нейроны отвечают на одну и ту же модальность стимула при периферическом раздражении; 2) все нейроны имеют почти одинаковые периферические рецептивные поля; 3) все нейроны имеют почти одинаковые величины скрытых периодов ответов на периферическое раздражение; 4) колонки нейронов, отличающихся по ответам на одну и ту же модальность стимула, пространственно разделены; 5) нейроны возбужденной колонки тормозят нейроны соседних колонок. Электрофизиологическим показателем объединения нейронов в колонку в двигательной коре является единство афферентного и эфферентного представительств мышцы, не меняющееся при вертикальном погружении микроэлектрода

Asanuma, Rosen, 1972a,b; Asanuma, 1975; Murphy et al., 1975 И др.). Колончатая организация нейронов обнаружена и в ассоциативной области ( Mount castle, 1957; Lynch et al. ,1977; Казаков и др.,1979). Поскольку эта область не имеет простого выхода к эффекторам, аналогичного двигательной зоне, и доминирующего афферентного входа, подобного первичным сенсорным областям, о принадлежности нейронов к одной колонке при погружении микроэлектрода судят по степени вероятности активации нейронов при выполнении определенного акта из набора выработанных поведенческих действий.

Таким образом, хотя некоторые положения гипотезы модульной организации не бесспорны, и вопрос о составе и размерах самих модулей не является окончательно решенным (Creutzfeidt, 1975; Towe, 1975; Батуев,1978; Гасанов,1981), сама гипотеза об объединении нейронов в вертикально ориентированные колонки в разных областях новой коры у разных животных (насекомоядные, грызуны, хищные, приматы) и человека представляется достаточно обоснованной. Прямым доказательством идентичности электрофизиологического и морфологического понятий колонки явились опыты, в которых при использовании меченой диоксиглюкозы удалось показать, что в первичной зрительной коре функционально нагруженные нейроны располагаются в виде колонок ( Singer, 1981; Singer et al.,I98I).

Данные о модульной организации нейронов первичных сенсорных зон кролика, представителя отряда зайцеобразных, весьма немногочисленны. Описаны вертикальные пучки апикальных дендритов пирамидных клеток (Massing, Fieischhauer, 1973). Показано, что ориента-ционные колонки в зрительной коре кролика отсутствуют (Sluyters, Stewart, 1974; Vaney, Huges, 1982). Однако в ряде электрофизиологических работ, специально посвященных поискам ориентационных колонок, получены данные о группировании в зрительной коре кроли

- 19 ка клеток, имеющих сходную ориентацию оси рецептивного поля (Bousfield, 1977;Murphy, Berman,I979;Choudhry, 1980). Тем не менее, поскольку группы таких клеток встречались как при перпендикулярных, так и при наклонных проходках, авторы пришли к выводу, что группирование нейронов в этом случае не является колончатым.

Колончатая организация нейронов первичных сенсорных и двигательных зон основана на единстве определенных характеристик афферентного входа через таламокортикальные волокна и эфферентного кортикофугального выхода. Дальнейшим важным шагом в развитии концепции колончатой организации явилось обнаружение модульного распределения тел и терминалей нейронов, осуществляющих внутрикор-ковые связи. Эти данные удалось получить, благодаря использованию современных методов, позволяющих определить проекции ассоциативных нейронов, обнаружить колончатую организацию нейронов, осуществляющих внутрикорковые связи. Методом радиоавтографии можно обнаружить терминали аксонов нейронов, клеточные тела которых находятся в области инъекции меченого вещества. С другой стороны, можно выявить тела нейронов, терминали которых находятся в месте инъекции раствора, содержащего перексидазу хрена. Первые морфологические сведения о модульном строении внутрикорковых связей были получены на системе ипсилатеральных и транскаллозальных связей сомато сенсорной коры приматов ( Jones et aI975; Shanks et al.,l975)e В дальнейшем эти данные были подтверждены в большом количестве морфологических работ по изучению структуры ипсилатеральных и контралатеральных связей. Пучки, скопления или колонки терминалей аксонов каллозальных нейронов обнаружены в двигательной* сомато-сенсорной, зрительной, слуховой, передней ассоциативной и лимби-ческой областях коры у человека, обезьян, кошек и крыс ( Jones et alI975; Shanks et al.J975;Goldman, Nauta, 1976,1977; Imig,

Brugge, 1976; Kiinzle, 1976; Wise, Jones, 1976; Jones, Wise, 1977;

Akers, Killackey, 1978; ■ 'Collins, 1978; Cippol?ni, Peters,1979;

Rockland, Pandya, 1979; Wolff, Zaborsky,1979; Seldon, I98Ib;

Segraves, Rosenquist, 1982). Колонки или скопления тел каллозальных нейронов показаны в тех же корковых областях у тех же животных И человека ( Jones et al, I975;I979; Shanks et al.,1975; Imig, Brugge, 1976; Kunzle, 1976; Wise, Jones,1976; Jacobson, Trojanow-ski, 1977a,ъ; Jones, Wise, 1977; Jenny, 1979; Ivy et al,i979; Seldon, 1981a; Segraves, Rosenquist,1982). Особенно интересны данные, полученные при сочетании методов введения пароксидазы хрена и меченых аминокислот - лейцина или пролина. Антероградный и ретроградный транспорт через мозолистое тело из зоны введения показал, что в симметричной области коры колонки тел клеток, имеющих терминали в зоне инъекции, и колонки терминалей аксонов клеток, расположенных в зоне инъекции, локализуются в одном и том же объеме, составляя единую каллозальную колонку ( Jones et ai.,I975; Imig, Brugge,1978; Segraves, Rosenquist, 1982).

Сведения о модульной организации нейронов, осуществляющих внутрикорковые связи в новой коре мозга кролика, отсутствуют. В одной из работ (Swadlow, Weyand, 1981) можно на приведенном рисунке лишь отметить скопления меченых пероксидазой хрена каллозальных нейронов на одном из срезов, проходящих вдоль границы полей v-I и v-П зрительной коры.

Таким образом, модульная организация внутрикорковых каллозальных связей установлена в достаточно большом числе морфологических работ и является частным случаем общей закономерности организации корково-корковых связей в разных областях коры разных животных. Вместе с тем, к настоящему времени практически отсутствуют работы по электрофизиологическому исследованию модульной организации внутрикорковых связей» Это связано прежде всего с трудностью идентификации группы нейронов, осуществляющих корково-корко-вую передачу и прием сигналов. Наиболее перспективной в этом отношении является система транскаллозальной связи. Это обусловлено прежде всего симметричностью расположения клеточных тел и тер-миналей каллозальных нейронов относительно мозолистого тела, что позволяет достаточно легко находить клеточные тела и идентифицировать моносинаптические связи каллозальных нейронов. Работа В.Л.Эзрохи и Л.С.Гречушниковой (1979) является к настоящему времени единственной, в которой каллозальная система была использована как модель для изучения модульной организации внутрикорковых связей. Результаты этой работы указали на возможность существования скоплений в сенсомоторной коре мозга кролика. Целью представляемой работы было дальнейшее развитие этого направления. Кроме того возникла необходимость проведения морфологической работы по выявлению неравномерности плотности распределения каллозальных нейронов в сенсомоторной коре кролика. Это связано, прежде всего, с тем, что морфологические работы по изучению модульной организации внутрикорковых, в частности, транскаллозальных связей у кролика отсутствуют, в то время как данные В.Л.Эзрохи и Л.С.Гречушниковой (1979) и полученные нами результаты относятся именно к сенсомоторной области коры кролика. Такая работа позволит сопоставить данные о модульной организации внутрикорковых связей, полученные электрофизиологическим и морфологическим методом на одном виде животного в одной и той же области коры.

Исследование характеристик афферентных и эфферентных связей нейронов, непосредственно участвующих в транскаллозальной передаче и приеме возбуждения, является еще одной важной проблемой, требующей решения при изучении организации межполушарной связи через мозолистое тело. Сведения о них необходимы для выявления специфики каллозальных нейронов и нейронов-мишеней каллозальных нейронов в противоположном полушарии, для понимания процессов получения, обработки и передачи информации внутри и между каллоза-льными модулями, дальнейших путей передачи транскаллозального возбуждения, взаимодействия транскаллозального и афферентного потоков возбуждения.

Существует обширная литература, посвященная исследованию конвергенции на уровне коры транскаллозальных влияний и афферентного воздействия различного происхождения (Bremer, 1958;Asanuma, Okamotо,1959;Latimer, Kennedy, 1961; Чуппина,1966; Сторожук,1968; Feeney, Orem, 1971; Fadiga et al.,I972; Мамонец, 1983 И Др.). Эти работы обобщены в специальных обзорах (Сторожук,1974; Мосидзе и др.,1977; Бианки,1979; Серков, Казаков,1980; Мосидзе,1983). Показано, что каллозальное возбуждение и афферентная импульсация различного происхождения могут конвергировать на одних и тех же корковых нейронах. Результатом такой конвергенции в зависимости от временного соотношения кондиционирующего и тестирующего стимулов является облегчение или торможение нейронной активности. Вместе с тем, содержащиеся в литературе данные о прямых афферентных и эфферентных связях каллозальных нейронов и нейронов-мишеней немногочисленны и по ряду вопросов противоречивы.

Результаты ряда работ указывают на то, что очень малое число каллозальных нейронов получает синаптическое, в том числе моноси-наптическое возбуждение при раздражении гомотопной области коры другого полушария, или же, что такие нейроны вообще отсутствуют ( Toyama et al. ,1974; Swadlow, 1979; Innocenti, 1980; Hornung,

Garey ,1980). С другой стороны, в ряде исследований ( Abrokwah, Gartside, 1982; Vogt, Gorman, 1982) обнаружено коротколатентное транскаллозальное синаптическое возбуждение каллозальных нейронов с малым скрытым периодом ответа. Существование моносинапти-ческого транскаллозального возбуждения каллозальных нейронов показано и в сенсомоторной коре кролика (Эзрохи,Гречушникова,1979). Таким образом, каллозальный нейрон может одновременно являться клеткой-мишенью каллозального нейрона, расположенного в противоположном полушарии. Как было отмечено выше, клетки-мишени могут быть нейронами пирамидного тракта. В связи с этим есть основания предполагать существование каллозальных нейронов, аксоны которых входят в состав пирамидного тракта. Рассмотрим данные, имеющиеся в литературе по этому вопросу.

Бифуркацию аксонов пирамидных нейронов на уровне белого вещества на ветви, направляющиеся в мозолистое тело и к подкорковым структурам, отмечал Лоренте де Но ( Lorente de No ,1922). Имеются данные о возможной регистрации нейронов пирамидного тракта, отвечающих антидромно на раздражение гомотопной области коры противоположного полушария (Сторожук,1974)• Вместе с тем, в последнее время появились работы, в которых ни электрофизиологическими, ни морфологическими методами не обнаружены проекции каллозальных нейронов на подкорковые структуры, а также на бульбарный уровень (Catsman-Berrevoets et al.,I980; Swadlow, Weyand,1981)•

Таким образом, с одной стороны, есть данные о возможности моносинаптическ'ого транскаллозального возбуждения каллозальных нейронов, а, с другой стороны, результаты ряда исследований свидетельствуют против этого. Для анализа возникшего противоречия в нашей работе предполагалось получить ответы на два вопроса. Могут ли нейроны, проецирующиеся на подкорковый уровень, а также нейроны пирамидного тракта быть в то же время и каллозальными нейронами? Могут ли каллозальные нейроны, являющиеся также клетками

- - 24 мишенями каллозальных нейронов симметричной области коры другого полушария, быть нейронами пирамидного тракта?

В ряде исследований обнаружены различия в характеристиках каллозальных нейронов и нейронов, возбуждающихся синаптически при раздражении мозолистого тела или симметричной области коры. Так, последние в соматосенсорной коре кошки обладают широкими и билатеральными рецептивными полями в отличие от каллозальных нейронов, имеющих небольшие и специфические рецептивные поля (Fadiga et al,I972; Robinson, 1973; Innocenti et al,I974). В зрительf * ной области коры мозга кошки каллозальные нейроны обладают малыми рецептивными полями простого, сложного и гиперсложного типов, а нейроны, активируемые синаптически при транскаллозальном раздражении, имеют сложные рецептивные поля больших размеров (innocenti 1980). Отсутствие ответов на диффузный засвет также является характерным свойством каллозальных нейронов зрительной коры (Swadlow, 1979). Средняя частота фоновой активности каллозальных нейронов мала и существенно ниже, чем у нейронов, возбуждающихся синаптически (Эзрохи,Шаронова, 1977; Swadlow, 1979). В отличие от других клеток каллозальные нейроны значительно реже возбуждаются при межполушарном раздражении, причем отвечают на транскаллозальное синаптическое возбуждение только одним ЦЦ. Интересно отметить существование на начальных сегментах аксонов каллозальных нейронов синапсов симметричного типа в количестве более десяти на одном нейроне ( Somogyi et al.,I979). Все это указывает на существование неизвестных до настоящего времени отличий в связях каллозальных нейронов и нейронов, синаптически возбуждающихся при транскаллозальном раздражении. В последнем случае возбуждение нейронов противоположного полушария может осуществляться как по каллозальным, так и по подкорковым путям.

- 25

Приведенные в обзоре литературы данные об организации прямых межполушарных связей и анализ существующих проблем определил следующий круг основных задач проведенного исследования: анализ модульной организации нейронов, непосредственно участвующих в транскаллозальной связи, как электрофизиологическим (раздел I), так и морфологическим (раздел П) методами на одном и том же объекте, в одних и тех же областях новой коры; изучение электрофизиологическим методом прямых афферентных связей и эфферентных проекций этих нейронов (раздел Ш)» Последняя задача в полном объеме является, очевидно, невыполнимой и поэтому ограничена изучением и сравнением характеристик моносинаптических восходящих и нисходящих связей со специфическими ядрами таламуса на стороне, ипсила-теральной области отведения. Ожидалось, что использование идентифицированных нейронов, непосредственно участвующих в передаче и приеме транскаллозального возбуждения, и одного из основных каналов связи проекционных областей коры создаст наиболее благоприятные условия для решения поставленных задач.

- 26

МЕТОДИКА

Работа выполнена на ненаркотизированных, необездвиженных миорелаксантами половозрелых кроликах. Для проведенных исследований кролик являлся наиболее удобным объектом, что связано с его видовыми особенностями. Микроэлектродные исследования на кролике позволяют в период регистрации нейронной активности обходиться без применения барбитуратов и миорелаксантов. Нежелательность применения анестетиков общего действия, к которым относятся барбитураты, связана с тем, что они оказывают влияние как на синаптическую передачу в ЦНС позвоночных, так и на соматическую мембрану, вызывая блокирование возбуждения вставочных нейронов, снижение уровня фоновой активности, гиперполяризацию сомы клетки (Nicoii, Madison,1982). Каллозальная система является особенно чувствительной К барбитуратам (Bremer, 1958; Purpura, Girado, 1959; Sypert et ai.,i970)« Так, црименение барбитурового наркоза приводит к угнетению спонтанной активности каллозальных нейронов вплоть до полного ее исчезновения (innocenti et al.,1973) и резкому снижению эффективности синаптической передачи через каллозальные терминали уже при дозе нембутала до 8 мг на кг веса (Purpura, Girado, 1959). Все это должно менять картину межнейронных отношений в системе транскаллозальной связи, затруднять поиск нейронов, идентификацию их ответов. Снижение фоновой импульсной активности каллозальных нейронов не позволяет пользоваться основным методом тестирования антидромных ответов - тестом на коллизию (см. ниже). Применение миорелаксантов также нежелательно,что обусловлено как соображениями гуманности, так и требованиями, предъявляемыми к функциональному состоянию животного. Использование кураризированного животного влечет за собой необходимость применения специальных методов контроля за его состоянием, ограничивает возможности проведения хронических экспериментов. Кроме того, при этом сужается функциональный диапазон работы мозга ( Mountcastle, 1957).

Кролик - животное с лизэнцефалической корой, т.е. корой,лишенной извилин. Это обстоятельство позволяет с большей уверенностью говорить о перпендикулярности микроэлектродных треков относительно поверхности коры, что, в свою очередь, дает возможность судить о вертикальном распределении идентифицированных нейронов и о глубине, на которой они находятся.

Подготовку операционного поля производили под новокаиновой блокадой. С черепа животного удаляли кожный лоскут, мышцы и надкостницу так, чтобы обнажить брегму, лямбду и носовые кости» Кости черепа тщательно очищали раствором перекиси водорода и высушивали спиртом. После этого операционную рану засыпали стрептоцидом, а животному внутримышечно вводили антибиотик.

На второй день подготовки к эксперименту животное мягко фиксировали в станке. По обе стороны коронарного шва в кость черепа ввинчивали по 5-6 небольших винтов и заливали их норакрилом для большего сцепления с костью. Когда пластмасса затвердевала, на поверхность винтов помещали две металлические колодки, имеющие отверстия с резьбой под винты. Колодки крепили на черепе животного норакрилом. В носовых костях по обе стороны от саггитального шва сверлили два отверстия диаметром I мм. В эти отверстия вводили два индифферентных серебряных электрода, которые также закрепляли с помощью пластмассы.

В день эксперимента непосредственно перед опытом голову животного жестко фиксировали в стереотаксическом приборе СЭЖ-3, соединяя стойки прибора и колодки на черепе винтами. Конечности кролика мягко фиксировали в растянутом состоянии. Во время эксперимента животное находилось в свето-звукоизолированной экранированной камере. Система подачи микроэлектрода и все приборы за исключением выносной части предусилителя и радиочастотных приставок стимуляторов находились вне камеры. Схема установки представлена на рис. I.

В опыте регистрировали импульсную активность отдельных нейронов сенсомоторной или зрительной областей коры мозга кролика. Для регистрации нейронной активности использовали стеклянные микроэлектроды, которые вытягивали на полуавтоматах МЭ-3 или МЭ-4 из г трубок диаметром 1,3 - 1,5 мм со вставленными предварительно внутрь двумя-тремя значительно более тонкими трубками, необходимыми для заполнения микроэлектрода электролитом. Электроды заполняли 2,5М раствором KCL. Активность нейронов регистрировали вне-клеточно и частично-внутриклеточно. Для внеклеточной регистрации использовали микроэлектроды с сопротивлением не ниже ЮмОм. Сопротивление электрода измеряли при подведении его кончика к поверхности мозга и при погружении. Внеклеточная регистрация удовлетворяла задачам, поставленным в проведенной работе. Внутриклеточная регистрация наряду с очевидными достоинствами обладает рядом недостатков, неприемлемых для целей нашей работы. К ним относятся необходимость использования наркотизированных животных; малое количество исследуемых нейронов; незначительное время регистрации клетки; отбор только крупных нейронов, тогда как большая часть каллозальных нейронов является клетками с малым и средним диаметром сомы. Внеклеточная регистрация позволяет избежать подобных недостатков. Кроме того, дополнительным преимуществом для данной работы была возможность одновременной регистрации одним микроэлектродом активности двух клеток (см. ниже).

Регистрирующий электрод укрепляли в микроманипуляторе, изго

Рис. I.

Блок-схема установки для регистрации и раздражения товленном из пластмассы. Микроманипулятор состоял из двух частей: нижней прочно фиксированной в кости втулки и верхней съемной части. Микроэлектрод, предварительно смазанный вазелиновым маслом, помещали в желобок верхней части манипулятора и заливали по всей длине расплавленным парафином. Эта процедура обеспечивала движение стеклянного электрода без люфта при погружении в мозг. В кости черепа животного сверлили отверстие диаметром 3 мм, который точно соответствовал внешнему диаметру втулки микроманипулятора. Твердую мозговую оболочку удаляли тонкой иглой.

Микроэлектрод вводили перпендикулярно поверхности коры при помощи шагового двигателя MGI-80, соединенного с системой гидравлической подачи. В результате этого гасилась передача вибрации от шагового двигателя на микроэлектрод, и шаг подачи уменьшался с

2,0 до 0,3 мкм. Таким образом, зная количество шагов при погружеt нии и произведя соответствующий пересчет, можно было точно определить расстояние, на которое в тот или иной момент перемещался микроэлектрод. Система гидравлической подачи состояла из двух шприцев и трубки, заполненных вазелиновым маслом. Наружный конец поршня одного из шприцев давил на торец микроэлектрода. В момент регистрации активности нейрона меняли направление движения шагового манипулятора, поршень поднимался, отходя от торца микроэлектрода. В результате этого втулка с расположенным в ней микроэлектродом отсоединялась от системы подачи, и движения животного не приводили к смещению микроэлектрода. На торце микроэлектрода находилась металлическая втулка, фиксированная с помощью винта. Для подъема микроэлектрода включали электромагнит, укрепленный на поршне шприца гидравлической системы. Во время погружения микроэлектрода и подъема поршня при обнаружении нейрона электромагнит был отключен.

В кости черепа одного животного в разные экспериментальные дни последовательно сверлили три отверстия. Участок мозга под каждым из них оставался пригодным для работы в течение двух-трех дней. Регистрацию активности нейронов сенсомоторной области производили в участках с координатами АР± 2,0 L 4,0 ;АР -4,0 L 6,0. В опытах по регистрации импульсной активности нейронов зрительной коры мозга кролика отверстие сверлили на границе полей v - I и v - П по координатам АР+8,0 l 10,0. Выбор координат обусловливался как имеющимися в литературе данными о максимальной амплитуде транскаллозального ответа (Виноградова,1967), так и собственными эмпирическими данными о плотности распределения каллозальных нейронов в этих областях коры мозга кролика.

В гомотопном участке коры противоположного полушария, т.е. там, где следует ожидать максимальной плотности окончаний аксонов каллозальных нейронов, помещали 4-6 раздражающих электродов на расстоянии около I мм друг от друга. Их изготовляли из нихромовой проволоки в заводской изоляции диаметром 100 мкм, срезанной под острым углом и очищенной от изоляции на расстояние 0,5 мм от кончика. Раздражающие электроды погружали в кору на глубину 0,5-1,5мм. Подбирали такую пару электродов, раздражение через которую вызывало возбуждающий ответ в нейронах симметричной области коры противоположного полушария.

В 53 опытах из 98 вводили, 1фоме того, раздражающие электроды в мозолистое тело, специфические ядра таламуса ( vpl , vpm , vl и av ) и в пирамидный тракт в области ножек мозга и медуллярных пирамид выше перекреста. Для этого предварительно скальпированному животному на второй день после операции вводили внутри-брюшинно раствор этаминала натрия (нембутала) из расчета 40 мг на кг веса. После того как кролик засыпал, голову его крепили в

- - 32 стереотаксическом приборе СТМ-3. На поверхности черепа относите/ льно брегмы отмечали координаты отверстий для раздражающих электродов, Затем в отмеченных точках сверлили отверстия диаметром 0,8 мм. Биполярные электроды (свитые нихромовые проволоки диаметром 200 мкм каждая с расстоянием между центрами неизолированных торцов 200-400мкм) вводили согласно координатам, выбранным по стереотаксическому атласу Фифковой и Маршала (Буреш и др.,1962); в мозолистое тело (СС): АР -2,0 L0,0 Н+4,0; VPL: ДР +5,0 L3,8 Н -1,5; VPM: АР +5,0 L 3,7 Н -1,0; VL: АР +2,5 L 3,2 Н-0,8; AVs АР +1,0 L 2,5 Н +1,5; ножки мозга (PC) : АР +6,0 L 2,8 Н -5,5; медуллярные пирамиды (TCS ) : АР +9,0 LI,5 Н -9,0.

Решающее заключение о локализации раздражающих электродов делалось на основании морфологического контроля, проводившегося для каждого животного. С этой целью мозг, извлеченный у усыпленного нембуталом кролика, выдерживали в 10% растворе формалина в течение двух суток. Затем, после заливки мозга в целлоидин или на замораживающем микротоме изготовляли срезы толщиной 30 мкм,которые окрашивали тионином по Нисслю. На сериях срезов проводили верификацию в соответствии с расположением ядер и структур по стереотаксическому атласу мозга кролика.

Для раздражения использовали радиочастотный выход стимулятора ЭСУ-I. Раздражение представляло собой прямоугольные импульсы длительностью 0,2мс и силой 0,4-4,0 мА. Как.правило, оно превышаданного ло не более чем в 1,5 раза порог возбуждения нейрона.

В опытах с раздражением специфических ядер таламуса и пирамидного тракта регистрировали импульсную активность нейронов только сенсомоторной области коры. При этом для регистрации микроэлектродом последовательно использовали два участка с координатами АР-2,0 L 4,0; АР-4,0 L 6,0.

- 33

Во всех экспериментах покадровую запись и суперпозицию последовательных пробегов луча производили на фотопленку с экрана осциллографа CI-I8, соединенного с предусилителем ME2 -8201, имеющим высокое входное сопротивление. Запуск раздражающего импульса могли осуществлять вручную синхронно с запуском генератора развертки осциллографа. При возникновении ЦЦ и превышении им определенной амплитуды можно было одноразово синхронно запускать генератор развертки осциллографа и подавать раздражение от стимулятора с требуемой задержкой.

Скрытые периоды ответов нейронов измеряли при 5 - 10-кратном увеличении. Среднее квадратическое отклонение рассчитывали по формуле 6 = при п=20, где 5 -среднее квадратическое отклонение; п - число измерений; - текущее значение измеряемой величины; х - среднее арифметическое значение.

Важной задачей работы являлась идентификация ответов регистрируемых нейронов на транскаллозальное раздражение, раздражение специфических ядер таламуса и пирамидного тракта. При этом необходимо было дифференцировать, с одной стороны, антидромные ответы от синаптических и, с другой стороны, среди ответов синаптиче-ского происхождения выделить моносинаптические.

Основным способом идентификации антидромных ответов был метод встречных импульсов, введенный в практику электрофизиологического эксперимента Пэйнталом (Paintal, 1959) для определения афферентных нервных волокон. В работах Сведлоу (Swadlow, 1974а,в; Swadlow, Waxman, 1976) и Эзрохи и Шароновой (1977) этот метод был использован для идентификации транскаллозальных антидромных ответов. Принцип идентификации ответов при этом следующий: если тестируемый спайк является антидромным, то он движется к соме по тому же аксону, что и фоновый ЦЦ (рис.2). Ответ будет зарегистри

Рис. 2.

Схема напрвлекия движения фоновых и вызванных Щ при тестировании ответа нейрона по методу встречных импульсов, С С - мозолистое тело; слева от него - область раздражения, справа - симметричная область противоположного полушария, место регистрации. Стрелки - направление движения импульсов по аксонгил. Нейрон А возбуждается при раздражении антидро?,<нс, нейрон Б ~ ор-тодротлно нейроном В, рован в соме лишь в том случае, если встречный фоновый импульс успеет пройти место генерации вызванного ВД до возникновения последнего. В противном случае в каком-то участке аксона антидромный и фоновый ортодромный ГЩ встретятся, и в месте их встречи образуется блок, связанный с рефрактерностью проводящего волокна. Очевидно, что при этом тестируемый импульс не сможет быть зарегистрирован в соме нейрона. Таким образом, если допустить, что различие скоростей распространения возбуждения в обоих направлениях незначительно, тестируемый антидромный БД будет зарегистрирован в соме через время, не меньшее величины его двойного скрытого периода после возникновения ортодромного спайка. В том случае, когда тестируемый ПД связан с синаптическим возбуждением, фоновый и тестируемый импульсы движутся по разным аксонам в ортодром-ном направлении, и конкурентные отношения между ними отсутствуют.

Другими критериями идентификации антидромных ответов и ответов, имеющих синаптическую природу, были величина и вариабельность скрытого периода, стабильность возникновения ответа и результаты тестирования на максимальную частоту воспроизведения парных стимулов.

Метод ретроградного аксонального транспорта пероксидазы хрена.

В морфологической части работы были поставлены задачи маркирования тел каллозальных нейронов с помощью метода ретроградного аксонального транспорта пероксидазы хрена (ПХ) и последующей обработки препаратов на предмет выявления вертикальной и горизонтальной организации нейронов, дающих начало транскаллозальным волокнам.

Ретроградный аксонаяьный транспорт ПХ был впервые показан et aL

Кристенссоном ( Kristensson^l97I), и вскоре этот метод получил широкое распространение в нейроморфологических исследованиях. Это связано с очевидными преимуществами этого метода, которые объясняются, в первую очередь, особенностями самого белка. ПХ - белок растительного происхождения, который получают из корней хрена. Среди пероксидаз-ферментов, относящихся к классу оксиредуктаз, -ПХ наиболее широко распространена и хорошо изучена. Она удовлетворяет всем требованиям, которые предъявляются к белкам-маркерам в цитохимии. Благодаря своему сравнительно небольшому молекулярному весу (40 ООО у.е.), ПХ, будучи введена в мозг животного, путем пиноцитоза проникает через синаптические мембраны и с аксональным ретроградным транспортом попадает в сому клетки. Очень важным является тот факт, что ПХ захватывается аксонными терминалями непосредственно из области.введения; диффундирующий же белок не проникает через синаптические мембраны. Это позволяет с высокой степенью точности судить о локализации тел нейронов, дающих начало определенным волокнам. Кроме того, вся методика в целом проста, доступна, и выполнение работы с момента введения ПХ до получения результатов занимает сравнительно небольшой отрезок времени.

Работа была выполнена на 6 половозрелых кроликах. Животному внутрибрюшинно вводили раствор нембутала из расчета 40 мг на кг веса. Голову наркотизированного животного укрепляли в нетравмиру-ющем головодержателе. На коже черепа делали надрез и раздвигали края раны и мышцы так, чтобы обнажить брегму и области введения. На тщательно очищенной и высушенной кости отмечали координаты точек, в которые инъецировали ПХ. В кости сверлили отверстия диаметром 3-4 мм, твердую мозговую оболочку удаляли тонкой иглой. 2Ъ% водный раствор ПХ вводили при помощи стеклянного электрода или шприца Гамильтона в сенсомоторную область коры по координатам АР^ 2,0 L 4,0; АР ± 4,0 L 6,0 и в зрительную область коры на границе полей V -I и V -П по координатам АР+8,0 L 10,0. Для 37 t инъекций использовали БХ фирмы Sigma - тип УI, а также ДХ фирмы Serva (ФРГ). Каждое введение объемом 0,2мкл проводили дробно в течение 15-20 мин. После каждого введения электрод или иглу микрошприца оставляли погруженными в толщу коры еще на 15 мин. В одну область производили по 2-3 инъекции ИХ. По окончании введения отверстия закрывали фибриновой пленкой, а края раны тщательно сшивали. Период переживания длился двое суток, после чего животное под нембуталовым наркозом перфузировали интракардиально теплым физиологическим раствором, а затем фиксирующей смесью из 0,4% параформальдегида и 1,25% глутаральдегида на 0,В/1 фосфатном буфере (рН 7,4). Извлеченный мозг резали на блоки и оставляли на ночь в холодильнике в фиксирующей жидкости, а на следующие сутки помещали в 30% раствор сахарозы на фосфатном буфере при температуре +4°С. Саггитальные или фронтальные срезы мозга толщиной 30 мкм изготавливали на замораживающем микротоме. Срезы в фосфатном буфере помещали в холодильник, где они могли находиться в течение нескольких суток. Непосредственно перед гистохимической обработкой срезы мозга тщательно промывали в дистиллированной воде. Гистохимическую реакцию проводили по Мезуламу ( Mesuiam f 1976). В качестве хромогена, т.е. вещества, продукт реакции которого с ПХ обеспечивает окраску меченых нейронов, использовали ди-гидрохлорид бензидина. Так как дигидрохлорид бензидина является канцерогенным веществом, работа с ним требовала принятия соответствующих мер предосторожности. Срезы помещали в раствор хромогена на 5 мин., после чего добавляли 0,3% раствор перекиси водорода. В этом растворе срезы оставляли еще на 20 мин. Место введения ПХ приобретало синюю окраску сразу после добавления HgOg. По окончании гистохимической реакции срезы тщательно промывали в дисти-лированной воде и натягивали их на предметные стекла, покрытые тонким слоем белка. Препараты подкрашивали 0,25% водным раствором сафранина, обезвоживали и заключали по общепринятым прописям.

На первом этапе обработки морфологического материала производили визуальный анализ готовых препаратов под световым микроскопом. Математическую обработку данных осуществляли на ЭВМ Р-6060 по программе, составленной В.И.Деревягиным. Для этого вначале, пользуясь рисовальным аппаратом фирмы "Wild" при увеличении 30, отмечали положение тел меченых нейронов на бумаге, а затем переводили в координаты при помощи графо-цифрового преобразователя и лабораторной микро-ЭВМ "Apple-ii" . Полученные для каждого среза координаты тел каллозальных нейронов вводили в ЭЕМ. Для каждого случая методом плавающего бина строили 9 гистограмм распределения проекций координат меченых нейронов на ось, которая последовательно с шагом 10° меняла свой наклон относительно линии, параллельной поверхности коры. На этой же ЭВМ производили математический анализ периодичности скоплений меченых каллозальных нейронов методом автокорреляции. Результаты обработки выводили в виде графиков.

- 39 ф

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Тарасова, Людмила Юрьевна

ВЫВОДЫ

Исследована структурно-функциональная организация каллозальных нейронов и нейронов, получающих моносинаптическое.транскалло-зальное возбуждение в коре мозга кролика с использованием электрофизиологических и, частично, морфологических методов.

1. Электрофизиологическим методом при использовании набора и критериев для идентификации аятидромншТ^оносиналтических ответов показаны неравномерность плотности распределения и существование скоплений тел и терминалей каллозальных нейронов. Такая неравномерность выражается в существовании локальных участков с повышенной частотой регистрации клеточных тел каллозальных нейронов и нейронов, получающих транскаллозальное моносинаптическое возбуждение.

2. При использовании морфологического метода ретроградного аксонального транспорта пероксидазы хрена обнаружены скопления тел каллозальных нейронов, в основном, мелких и средних пирамид с диаметром сомы 15-20 мкм, расположенных преимущественно в Ш-1У слоях коры на глубине 600-1000 мкм и в меньшем количестве - в слоях У-У1. Анализ на ЭВМ позволил выявить наличие периодических скоплений более чем на 30% срезов. Ширина скоплений составляла 100-200 мкм, расстояние между центрами скоплений - 200-250 мкм.

3. Полученные с использованием комплекса методов результаты в одних и тех же областях коры одного вида животных позволяют предположить, что тела и терминали каллозальных нейронов обоих полушарий формируют симметричные скопления, между которыми осуществляется положительная обратная связь.

4. Показаны четкие различия в прямых связях с ипсилатеральними специфическими ядрами таламуса и проекциях в пирамидный тракт каллозальных нейронов и нейронов, получающих транскаллозальное моносинаптическое возбуждение:

- 154

- у каллозальных нейронов не обнаружено прямых афферентных входов; у 22$ нейронов с транскаллозальным моносинаптическим входом есть прямые афферентные входы из специфических ядер таламуса;

- у 54$ нейронов, которые возбуждаются моносинаптически при транскаллозальной раздражении, есть кортикофутальные проекции,причем любое из тестированных специфических ядер таламуса имеет двусторонние прямые связи; у 14$ каллозальных нейронов транскаллозальное волокно является коллатералью аксона, следующего в кортикофу-гальном направлении. Эти нейроны расположены в нижних слоях коры;

- 9$ каллозальных нейронов и 42$ нейронов с транскаллозаль-ным моносинаптическим входом являются нейронами пирамидного тракта.

5. Предполагается, что обнаруженные различия лежат в основе отличий по ряду характеристик каллозальных нейронов и нейронов-мишеней и связаны с функциональной особенностью каллозальных нейронов как последних элементов, передающих сформированный корковыми нейронами сигнал в цротивоположное полушарие, и с участием клеток-мишеней каллозальных нейронов в обработке транскаллозального возбуждения.

- 155

- 149 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенного исследования показали, что нейроны, непосредственно участвующие в передаче и приеме транскаллозального возбуждения, составляют систему, обладающую как специфическими свойствами, связанными с ее функциональной ролью, так и свойствами, присущими внутрикорковым связям вообще. В свою очередь, калло-зальные нейроны и нейроны, получающие транскаллозальное моносинап-тическое возбуждение, т.е. нейроны, составляющие систему межполу-шарной транскаллозальной связи, различаются по ряду важных характеристик, что определяется функциональной ролью этих нейронов.

Важным принципом структурно-функциональной организации межпо-лушарной транскаллозальной связи является модульное построение.Он заключается в том, что тела каллозальных нейронов образуют скопления, причем в этом же объеме расположены тела нейронов, которые получают моносинаптическое возбуждение из симметричного скопления, и, следовательно, терминали каллозальных волокон. Таким образом, симметричные участки коры обоих полушарий объединены возвратной возбуждающей связью. Формирование каллозального скопления телами и терминалями ассоциативных нейронов говорит о том, что такое скопление не отражает ни четкой топографической связи между рецептором и его центральным представительством, ни сходства ответов на определенный характер стимула одной сенсорной модальности. Каллозаль-ные скопления основаны, прежде всего, на единстве входа и выхода, отражают определенный порядок расположения тел и терминалей аксонов нейронов по отношению к гомотопному участку коры противоположного полушария, а также единство функционирования. В нашей работе такая организация выявлена в большей степени электрофизиологическим методом. Данные морфологического исследования подтвердили существование скоплений тел каллозальных нейронов. Сходные результаты получены в последнее время другими авторами (Jones et al., 1975; Imig, Brugge, 1976; Jones, wise, 1977 и др.). Существенно, что принцип модульной организации нейронов и наличия возвратной связи между модулями распространяется и на ипсилатеральные ассоциативные СВЯЗИ (Jones et al. ,I975?Goldman, Nauta, 1976,1977; Wong-Riley, 1979 и др.), являясь, таким образом, важнейшим принципом организации корково-корковых связей в целом (BaTyeB,I978;Eccies, 1979, 198I; Маунткасл, 1981).

Учитывая вышесказанное, можно отметить несколько особенностей проведенного исследования» Модульная организация внутрикорковых связей показана на коре мозга кролика. Ранее такие данные были получены на приматах, хищных и грызунах исключительно морфологическими методами ретроградного транспорта пероксидазы хрена и антеро-градного транспорта меченых аминокислот. При этом немногочисленные данные, указывающие на существование возвратных связей между модулями получены при сочетании этих методов. В нашей работе основные сведения о модульной организации каллозальной системы получены в электрофизиологических исследованиях. Это позволило не только подтвердить основные принципы построения внутрикорковых ассоциативных связей, но и выявить их особенности, в частности, возможность моносинаптического переключения сигнала с входа на выход модуля, которая предполагалась Маунткаслом (1981): "Весьма вероятно, что другие пути от входа к выходу (колонки) могут быть очень короткими, даже моносинаптическими. Наличием таких "сквозных" путей подчеркивается распределительная функция корковой колонки, возможность быстрой передачи некоторых свойств входных сигналов на выходные элементы для дальнейшей обработки". Важным следствием применения с этой целью электрофизиологического метода является возможность изучать взаимодействия внутри и между модулями, формируемыми ассоциативными нейронами. Этому же способствуют и особенности модульной организации системы прямой транскаллозальной связи: возможность точной локализации взаимосвязанных модулей и относительно большое расстояние между ними.

Пониманию структурно-функциональной организации прямой транскаллозальной связи способствует изучение особенностей афферентных входов и проекций нейронов, входящих в каллозальную систему. Учитывая полученные результаты, организацию нейронов, непосредственно участвующих в межполушарной транскаллозальной связи, можно представить следующим образом. Тела каллозальных нейронов одного полушария и терминали каллозальных нейронов, расположенных в симметричном участке коры противоположного полушария, формируют скопления диаметром 100-200 мкм. Эти скопления локализуются в основном в слое Ш. Между симметричными скоплениями осуществляется возвратная возбуждающая связь, которая может реализоваться и через одно переключение. Каллозальные нейроны являются в основном пирамидными клетками, причем небольшая часть этих клеток, расположенная в глубоких слоях коры, имеет кортикофугальные аксоны. Эти аксоны входят в состав пирамидного тракта, следуют в специфические ядра таламуса и, возможно, в другие подкорковые структуры. Прямые афферентные пути к каллозальным нейронам от специфических ипсилатеральных ядер таламуса малочисленны или отсутствуют. Большая часть нейронов,получающих моносинаптическое транскаллозальное возбуждение, имеют кортикофугальные аксоны. Эти аксоны следуют в составе пирамидного тракта, могут являться коллатералями пирамидных волокон или самостоятельными волокнами, оканчивающимися в специфических таламиче-ских ядрах и, возможно, в других подкорковых структурах. В свою очередь, все специфические ядра таламуса и, возможно, другие подкорковые структуры имеют эффективный прямой афферентный вход на

- 152 клетки-мишени каллозальных нейронов.

Количественные различия в конвергенции релейных нейронов таламуса на каллозальных нейронах и их нейронах-мишенях могут лежать в основе известных отличий этих нейронов в характеристиках рецептивных полей, фоновой и вызванной активности.

Небольшая часть нейронов с моносинаптическим транскаллозаль-ным входом, находящаяся, по-видимому, в нижних слоях коры, может отдавать в противоположное полушарие самостоятельное волокно или коллатераль аксона пирамидного тракта и обнаруживает перекрытие по характеристикам проекций, афферентных входов, рецептивных полей и других свойств. Возможной функцией возвратной возбуждающей связи между симметричными скоплениями является включение их в систему обработки, накопления и извлечения информации в процессе совместной работы полушарий. Участие нейронов пирамидного тракта в функционировании такой системы указывает на возможную роль ее в организации движения и анализе его результатов.

Регистрация нескольких моносинаптических входов на нейроне с транскаллозальным моносинаптическим входом позволяет изучать пластичность синаптической передачи на идентифицированном нейроне и идентифицированных синапсах. Проведение такой работы важно не только для понимания вопросов межполушарной связи, но и для изучения клеточных механизмов памяти.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тарасова, Людмила Юрьевна, Москва

1. Айрапетянц Э.Ш., Бианки В.Л. Материалы о парной работе больших полушарий головного мозга некоторых позвоночных животных,- В сб.: Проблемы восприятия пространства и пространственных представлений. М., 1961, с. 22-25.

2. Бабминдра В.П. Конструкция межнейронных связей моторной коры.- В сб.: Механизмы организации движений. Л., 1976, с. 24-27.

3. Бабминдра В.П., Братина Т.А. Структурные основы межнейронной интеграции. Л., "Наука", 1982, с. 164.

4. Бабминдра В.П., Толченова Г.А. Ассоциативные и каллозальные звездчатые нейроны в теменной области коры большого мозга кошки.-Арх. анат., гистол. и эмбриол., 1982, т. 82, №6, с. 5-12.

5. Батуев А.С. Механизмы участия сенсомоторной коры в управлении движениями.- Физиол. ж. СССР, 1977, т. 63, № 2, с. 239-245.

6. Батуев А.С. Кортикальные механизмы интегративной деятельности мозга.- Л., "Наука", 1978.

7. Бианки В.Л. О роли мозолистого тела в осуществлении парной деятельности зрительного и кожного анализаторов кролика.- Ж. высш. нервн. деят., 1959, т. 9, № I, с. II6-I24.

8. Бианки В.Л. Эволюция парной функции мозговых полушарий,- Л., ЛГУ, 1967, с. 260.

9. Бианки В.Л. Взаимодействие транскаллозального и таламокортикаль-ного возбуждения.- Физиол. ж. СССР, 1979, т. 65, № 4, с. 481-491.

10. Бианки В.Л., Козлов А.П., Удалова Г.П., Бубенщиков С.В. Послойный анализ транскаллозальных ответов в сенсомоторной коре кошки.-Физиол. ж. СССР, 1981, т. 67, № II, с. 1589-1596.

11. Блинков С.М., Бразовская Ф.А., Пуцилло М.В. Атлас мозга кролика.-М., "Медицина", 1973, 27/53/ с. с илл.

12. Быков К.М. Условные рефлексы на собаках с перерезанным мозолис- 156 тым телом,- Тр. П Всесоюзн. съезда физиол., Л., "Главнаука", 1926, с. 182.

13. Кураев Г.А. Функциональная асимметрия коры мозга и обучение.-Р/Д.,

14. СССР, 1983, т. 29, № 6, с. 666-672. Маунткасл В. Организующий принцип функции мозга элементарный- 157 модуль и распределенная система.- В кн.: Разумный мозг. М., "Мир", 1981, с. 15-67.

15. Мосидзе В.М. Материалы о парной и раздельной деятельности больших полушарий головного мозга,- Тб., "Мецниереба", 1964, 153с.

16. Мосидзе В.М. Межполушарная интеграция,- В кн.: Частная физиология нервной системы. (В серии: Руководство по физиологии).-Л., "Наука", 1983, 734 с.

17. Мосидзе В.М., Рижинашвили Р.С., Тотибадзе Н.К., Кеванишвили З.Ш., Акбардия К.К. Расщепленный мозг.- Тб., "Мецниереба", 1972, 155 с.

18. Мосидзе В.М., Самадашвили З.В., Г^гушвили М.Л."Вызванные ответы коры на электрическое раздражение мозолистого тела.- В сб.: Современные проблемы деятельности и строения центральной нервной системы. Тб., "Мецниереба", 1976, с. II7-I34.

19. Мосидзе В.М., Рижинашвили Р,С., Самадашвили З.В., Турашвили Р.И. Функциональная асимметрия мозга.- Тб., "Мецниереба", 1977.

20. Окуджава В.М., Мещерский P.M. Влияние стрихнина на транскалло-зальные ответы.- Сообщ. АН ГССР, 1963, т. 32, с. 655.

21. Самадашвили З.В., Г^гушвили М.Л., Мосидзе В.М. Смешанные и антидромные ответы коры, вызванные электрическим раздражением сплениальной части мозолистого тела.- Физиол. ж. СССР, т. 61, № 3, с. 347-353, 1975.

22. Серков Ф.Н., Казаков В.Н. Нейрофизиология таламуса.- Киев, "На-укова думка", 1980, 260 с.

23. Скребицкий В.Г., Воронин Л.Л. Внутриклеточные исследования электрической активности нейронов зрительной коры ненаркотизировэнного кролика.- Ж. высш. нервн. деят., 1966, т. 16, № 5, с. 864-873.

24. Сторожук В.М. Активность нейронов первичной сомато-сенсорной коры во время транскаллозального ответа.- Физиол. ж. СССР,- 158 1968, т. 54, № 10, с. II33-II42.

25. Сторожук В.М. Функциональная организация нейронов соматической коры,- Киев, "Наукова думка", 1974, 271 с.

26. Толченова Г.А. Ламинарное распределение каллозальных волокон в теменной коре кошки,- Нервная система, вып. 16, JI., ЛГУ, 1976, с. 61-65.

27. Туров А.Ф. Структурно-функциональная организация транскаллозаль-ного канала зрительного анализатора. Автореф. канд. дисс., М., 1979.

28. Фифкова Е., Маршал Дж. Стереотаксический атлас мозга кошки, кролика и крысы.- В кн.: Буреш Я., Петрань М., Захар И. Методы физиологического исследования.- М., "Иностранная литература", 1962, с. 384-426.

29. Хананашвили М.М. Патология высшей нервной деятельности.- М., "Медицина", 1983.

30. Чуппина Л.М. Взаимодействие транскаллозальных и соматосенсорных возбуждений на нейронах коры больших полушарий.- Автореф. докт. дисс., М., 1966.

31. Эзрохи В.Л. Конвергенция импульсной активности от двух входов на вставочном нейроне.- Ж. высш. нерв, деят., 1974, т. 24, № I, с. 193-195.

32. Эзрохи В.Л., Шаронова И.Н. Идентификация и свойства каллозальных нейронов сенсомоторной области коры мозга кролика.- Ж. высш. нервн. деят., 1977, т. 27, №3, с. 600-608.

33. ЭзрохиВ.Л., Гречушникова Л.С. Элементарные транскаллозальные связи сенсомоторной коры кролика.- Ж. высш. нервн. деят., 1979, т. 29, № 5, с. I042-I05I.- 159

34. Abrokwah J., Gartside I.B. A demonstration of reciprocal transcallosal connections in the rat.- J. Physiol., 1982, v. 324.

35. Akers R.M., Killackey H.P. Organization of corticocortical connec-tons in the parietal cortex of the rat.- J. сотр. Neurol., 1978, v. 181, № 5, p. 513-538.

36. Anderson M.E., Yoshida M. Axonal branching patterns and location of nigrothalamic and nigrocollicular neurons in the cat.- J. Neurophysiol., v. 43, № 4, 1980, p. 883-895.

37. Antonini A., Berlucchi G., Marzi C.A., Sprague J.M. Importance of corpus callosum for visual receptive fields of single neurons in cat superior colliculus.- J. Neurophysiol., 1979, v. 42, .№ 1, p. 137-151.

38. Asanuma H. Recent developments in the study of the columnar arrangements of neurons within the motor cortex.- Physiol. Rev., 1975, v. 55, № 1, p. 143-156.

39. Asanuma H., Okuda 0. Effects of transcallosal volleys on pyramidal tract cell activity of cat.- J. Neurophysiol., 1962, v. 25, № 2 p. 198-208.

40. Asanuma H., Rosen I. Functional role of afferent input to the monkey motor cortex.- Brain Res., 1972 a, v. 40, № 1, p. 3-5.

41. Asanuma H., Rosen I, Topographical organization of cortical efferent zones projecting to distal forelimb muscles in the monkey.- Exp. Brain Res., 1972b, v. 14, № 3, p. 243-256.

42. Ayala G.P., Vasconetto C.,Role of recurrent exitatory pathways in epileptigenesis.- EEG Clin. Neurophysiol., 1972, v. 33, № 1, p. 96-96.

43. Bishop G.H., Smith J.M. The sizes of nerve fibers supplying the cerebral cortex.- Exp. Neurol., 1964, v. 9, № 6, p. 483-501.

44. Bousfield I.D. Columnar organization and the visual cortex of the rabbit.- Brain Res., 1977, v, 136, №1, p. 154-158.- 1 бо

45. Bremer Р. Physio\logy of the corpus callosum.- In': Brain and Human Behaviour. Baltimore, 1958, v. 36, № 17, p. 424-448.

46. Bunt A.H., Hendrickson A.E., Lund J.S., Lund R.D., Puchs A. Monkey retinal ganglion cells: Morphometric analysis and tracing of axonal projections, with a consideration of the peroxidase technique.- J. Сотр. Neurol., 1975, v. 164, p. 265-286.

47. Burke R.E. Composite nature of the monosynaptic excitatory postsynaptic potential.- J. Neurophysiol., 1967, v. 30, № 5, p. 1114-1137.

48. Calvin W.H. Synaptic potential summation and repetitive firing mechanisms: input output theory for the recruitment of neurons into epileptic bursting firing patterns.- Brain Res., 1972, v. 39, № 1, p. 71-94.

49. Caminiti R., Innocenti J.M., Manzoni T. The anatomical substrate of callosal messeges from SI and SII in the cat.- Exp. Brain Res., 1979, v. 35, № 2, p. 295-314.

50. Catsman-Berrevoets C.E. , Kuypers H.G,«J.M. , Lemon R.N. Absence of callosal collaterals in rat corticospinal neurones. An investigation using double retrograde fluorescent tracing and electrophysiological techniques.- J. Physiol., 1980, v. 305.

51. Chang H.T. Cortical response to activity of callosal neurones.-J. Neurophysiol., 1953a, v. 16, № 2, p. 117-131.

52. Chang H.T. Interaction of evoked cortical potential.- J. Neurophysiol., 1953b, v. 16, №2, p. 133-144.

53. Choudhry B.P. Binocular depth vision in the rabbit.- Exp. Neurol., 1980, v. 68, №3, p. 453-464.

54. Cippolloni P.B., Peters A. The bilaminar and banded distribution of the callosal terminals in the posterior neocortex of the rat.- Brain Res., 1979, v. 176, №1,p. 33-48.

55. Eccles J.C. The modular operation of the cerebral neocortex considered as the material bases of mental events.- Neuroscience,1981, v. 6, №10, p. 1839-1856.

56. Fadiga E., Innocenti G.M., Manzoni Т., Spidaliere G. Transcallosal reactivity of cat trigeminal I neurones.- Brain. Res., 1972, v. 37, p. 368-369.

57. Feeney D.M., Orem J.M. Influence of antidromic callosal volleys on single units in visual cortex.- Exp. Neurol., 1971, v. 33, №2, p. 310-321.

58. Ferris G.S., Dorsen M.M. Agenesis of the corpus callosum. I. Neu-rophysiological studies.- Cortex, v. 11, №2, p. 95-122, 1975.

59. Fisken R.A., Garey L.J., Powell T.P.S. The intrinsic, association and commissural connections of area 17 of the visual cortex.-- Phil. Trans. R. Soc. B, 1975, v. 272, p. 487-536.

60. Fleischhauer K., Wartenberg H. Elektronmikroskopische Untersuchun-gen uber das wachstum der Nervenfasern und uber das Auftreten von Markscheiden im Corpus callosum der Katzr.- Z. Zellforsch., 1967, v. 83, p. 568-581.

61. Garey L.J. Mammalian neocortical commissures.- Ins Structure and Function of cerebral commissures. S. Russel, M.W. van Hof, G. Berlucchi, Macmillan Press, London, 1979, p. 135-146.

62. Gazzaniga M.S., Sperry R.W.' Language after section of the cerebral commissures.- Brain, 1967, v. 90, p. 131-148.

63. Gilbert C.D., Wiesel.T.N. Interleaving projection bands in cortico--cortical connections.- Soc. Neurosci., 1980, v. 6, p. 315.

64. Glurgea C.E., Moyersoons F. The pharmacology of callosal Transmission: a general survey.- Ins Structure and function of cerebral commissures. Ed. S. Russel, M.W. van Hof, G. Berlucchi, Macmillan Press, London, 1979, p. 283-298.

65. Globus A., Scheibel A.B. Synaptic Loci and parietal cortical neurones of corpus callosum fibers.- Science, 1967, v. 156, №3778, p. 1127-1129.

66. Goldman P.S., Nauta W.J.H. Autoradiographic demonstration of cor- 163 tico-cortical columns in the motor, frontal association and limbic cortex of the developing rhesus monkey.- Neurosci. Abstr., 1976, p. 136.

67. Goldman P.S., Nauta W.J.H. Columnar Distribution of cortico-cor-tical fibers in the frontal association, limbic and motor cortex of the developing Rhesus monkey.- Brain Res., 1977, v. 122, №3, p. 393-413.

68. Grafstein B. Organization of callosal connections in suprasylvian gyrus of cat.- J. Neurophysiol., 1959, v. 22, №5, p. 504-515.

69. Halpern J.J., La Vail J.H. A study of the dynamics of retrograde transport and accumulation of horseradish peroxidase in injured neurones.- Brain Res., 1975, v. 100, p. 253-270.

70. Hartenstein V., Innocenti G.M. The arborization of single callosal axons in the mouse cerebral cortex.- Neurosci. Lett., 1981, v. 23, №1, p. 19-24.

71. Hedreen J.C., McGrath S. Observations on labeling of neuronal cell bodies, axons and terminals after injection of horseradish peroxidase into rat brain.- J. Сотр. Neurol., 1977, v. 176, p.225--246.

72. Hornung J.P., Garey L.J. A direct pathway from thalamus to visual callosal neurones in cat.- Exp. Brain Res., 1980, v. 38, №1, p. 121-123.

73. Hubel D.H., Wiesel Т.Н. Receptive fields and functional architecture in two nonstriate visual areas (18, 19) of the cat.- J. Neurophysiol., 1965, v. 28, №2, p. 229-289.

74. HubelD.H., Wiesel T.N. An anatomical demonstration of columns in the monkey striate cortex.- Nature, 1969, v. 221, №5182, p. 747-750.

75. Jacobson S. Interlaminar, callosal and the thalamocortical connections in frontal and parietal areas of the albino rat cerebralcortex.- J. Сотр. Neurol., 1965, v.124, №1, p.131-146.-Т65

76. Jacobson S., Marcus E.M. The laminar distribution of fibers of the corpus callosum: a comperative study in the rat, cat, rhesus monkey and chimpanzee.- Brain Res., 1970, v.24, №3, p.517-520.

77. Jacobson S., Trojanowski J.Q. The cells of origin of the corpus callosum in rat, cat and rhesus monkey.- Brain Res., 1974, v.74, №1, p. 149-155.

78. Jacobson S., Trojanowski J.Q. The appearance of dendrites of cal-losal and corticothalamic neurones in somatosensory cortex immature rats demonstrated by horseradish peroxidase.- Advanc. Neurol., 1975, v.12, p.319-333.

79. Jacobson S., Trojanowski J.Q. Prefrontal granul cortex of the rhesus monkey. I. Interhemispheric cortical afferents.- Brain Res., 1977a, v. 132, №2, p. 209-234.

80. Jacobson S., Trojanowski J.Q. Prefrontal granul cortex of therhesus monkey. II. Interhemispheric cortical afferents.- Brain Res., 1977b, v.132, №2, p.235-246.

81. Jasper H.H. In: IBRO News, 1980, v. .8, №4, p.5.

82. Jenny A.B. Commissural projections of the cortical hand motor area in monkeys.- J. Сотр. Neurol., 1979, v.188, p. 137-146.

83. Jones E.G. Possible determinants of the degree of retrograde neuronal labeling with horseradish peroxidase.-Brain Res., 1975, v.85, №2, p.249-253.

84. Jones E.G., Powell T.P.S. The commissural connection of the somatic sensory cortex in the cat.- A. Anat., 1968, v.103r P*433--455.

85. Jones E.G., Powell T.P.S. An electronmicroscopic study of the laminar pattern and mode of termination of afferent fiber passways in the somatic sensory cortex of the cat.- Phil. Trans. Roy. Sob. Lond., 1970, v.257, p.45-62.

86. Jones E.G., Wise S.P. Size, Laminar and columnar distribution of efferent cells in the sensory-motor cortex of monkeys.- J. Сотр.

87. Neurol., 1977, v.175, №4, p.391-438.

88. Jones E.G., Burton H., Porter R. Commissural and cortico-cortical "columns" in the somatic sensory cortex of primates.- Science, 1975, v.90r №4214, p.572-574.

89. Kristensson K., Olsson Y., Sjostrand J. Axonal uptake and retrograde transport of exogenous protein in the hypoglossal nerve.-Brain. Res., v.32, №2, p. 399-406,1971.

90. Marrazi A.S. Exploring with drugs: the way of a neuropharmacologies- In: Legacies in the Study of Behavior . Ed. J.W.Cullen, Ch.C.Thomas, Springfield, 1974, p.96-132.

91. Massing W., Fleischhauer K. Further observations on vertical bundles of dendrites in the cerebral cortex of the rabbit.- Z. Anat. Entwickl.-Gesch., 1973,v.141, №S, p. 115-123.

92. Mendell L.M., Henneman E. Terminal of single la fibers: location density and distribution within a poll of 300 homonymous moto-neurones.- J. Neurophysiol., 1971, v.34, №1, p.171-187.

93. Mesulam M.M. The blue reaction product in horseradish peroxidase neurohistochemistry: incubation parametres and visibility.- J. Histochem. Cytochem., 1976, v.24, №12, p.1273-1280.

94. Miller R. Distribution and properties of commissural and other neurones in cat sensorymotor cortex.- J. Сотр. Neurol., 1975, v. 164, №3, p.361-373.

95. Mountcastle 7.B. Modality and topographic properties of singleneurones of the cat's somatic sensory cortex.- J. Neuriphysiol., 1957, v.20, №4, p. 408-434.

96. Murphy E.H., Berman N. The rabbit and the cat: a comparison of some features of response properties of single cells in the primary visual cortex.- J. Сотр. Neurol., 1979, v.188, №4, p.401-428.

97. Murphy J.P., Wang Y.G., Kwan H.G. Afferent-efferent linkage in • motor cortex for single forelimb muscles.- J. Neurophysiol., 1975, v.38, №4, p.990-1014.

98. Myers R.E.,Function of corpus callosum in interocular transfer.--Brain, 1956, v.79, p.358-363.

99. Myers R.E., Sperry R.W.,Interocular transfer of a visual form discrimination habit in cats after section of the optic chiasmaand corpus callosum.- Anat. Res., 1953, v. 175, p. 351-352.

100. Nicoll R.A., Madison D.V. General anesthetics hyperpolarize neurons in the vertebrate central nervous system.- Science, 1982, v.217, №4564, p.1035-1057. Paintal A.S. Intramuscular propagation of sensory impulses.- J.

101. Sanides D. Commissural connections of the visual cortex of the cat.- In: Structure and function of cerebral commissures. Ed.

102. S. Russel, M.W. van Hof, G.Berlucchi, Macmillan Press, London,1979, p.236-243.

103. Seggie I., Berry M. Ontogeny of interhemispheric evoked potentials in the rat: significans of myelination of the corpus callosum.- Exp. Neurol., 1972, v.35, №2, p.215-232.

104. Segraves M.A., Rosenquist A.C. The distribution of the cells of origin of callosal projections in cat visual cortex.- J. Neu-rosci., 1982, v.2, №8, p.1079-1089.

105. Seldon H.L. Structure of human auditory cortex. I. Cytoarchitec-tonics and dendritic distributions.- Brain Res., 1981a, v.229, №2, p. 277-294.

106. Seldon H.L. Structure of human auditory cortex. II. Axon distributions and morphological correlates of speech perception.-- Brain Res., 1981b, v.229, №2, p.295-310.

107. Shanks M.E., Rockel A.I., Powell T.P.S. The commissural fiber connections of the primary sensory cortex.T Brain Res., 1975, v.98, №1, p. 166-171.

108. Sherlock D.A., Raisman G. A comparison of anterograde and retrograde transport of horseradish peroxidase in the connections of mammilarjr nuclei in the rat.- Brain Res., 1975, v.85, №1, p. 321-324.

109. Shinoda Y., Arnold A.P., Asanuma H. Spinal branching of corticospinal axons in the cat.- Exp. Brain Res., 1976, v. 26, №3, p.215-234.

110. Shinoda Y., Ghes C. , Arnold A.P. Spinal branching of rubrospinal axons in the cat.- Exp. Brain Res., 1977, v.30, №2-3, p.203-218.

111. Singer W. Topographic organization of orientation columns in the cat visual cortex. A deoxyglucose study.- Exp. Brain Res., 1981, v.44, №4, p.431-436.

112. Singer W., Hollander H., Vanegas H. Decreased peroxidase labelling- 170 of lateral geniculate neurons following deafferentation.- Brain Res., 1977, v. 120, №1, p.133-137.

113. Singer W., Freeman B., Rauschecker J. Restriction of visual experience to a single orientation affects the organization of orientation columns in cat visual cortex. A study with Deoxy-glucose.- Exp. Brain Res., 1981, v.41, №3-4, p.199-215.

114. Sluyters van R.C., Stewart D.L. Binocular neurons in the rabbit's visual cortex: receptive field characteristics.- Exp. Brain Res., 1974, v.19, №2, p.166-195.

115. Sperry R.W. Some general aspects of interhemispherics integration.-In: Interhemispheric relations and cerebral dominance. Baltimore, Johns Hopkins Press, 1962, p.43-49.

116. Sperry R.W. Brain bisection and mechanisms of consciousness.- In: Brain and Conscious Experience. Ed. J.C.Eccles, Springer, Berlin, 1966, p.298-308.

117. Swadlow H.A. Properties of antidromically activated callosal neurons and neurons responsive to callosal input in rabbit binocular cortex.- Exp. Neurol., 1974a, v.43, №2, p.424-444.

118. Swadlow H.A. Systematic variations in the conduction velocity of slowly conducting axons in the rabbit corpus callosum.- Exp. Neurol., 1974b, v.43, №2, p.445-451.

119. Swadlow H.A. Relationship of corpus callosum to visual areas I and II of the awake rabbit.- Exp. Neurol., 1977, v.57, №2, p.516-531.

120. Swadlow H.A. Interhemispheric communication between neurons in- 171 visual cortex of the rabbit.- In: Structure and function of cerebral commissures. Ed. S.Russel, M.W. van Hof, G.Berlucchi, Macmillan Press, London, 1979, p.211-224.

121. Swadlow H.A., Waxman S.G. Variations in conduction velocity and excitability following single and multiple impulses of visual callosal axons in the rabbit.- Exp. Neurol., 1976, V.53, №1, p.128-150.

122. Swadlow H.A., Weyand T.G, Efferent systems of the rabbit visual cortex: laminar distribution of the cells of origin, axonal conduction velocities, and identification of axonal branches.-- J. Сотр. Neurol., 1981, v. 203, №4, p.799-822.

123. Swadlow H.A., Waxman S.G., Rosene D.L. Latency variability and the identification of antidromically activated neurons in mammalian brain.- Exp. Brain Res., 1978a, v.32, №3, p.439-443.

124. Swadlow H.A., Weyand T.G., Waxman S.G. The cells of origin of the corpus callosum in rabbit visual cortex.- Brain Res., 1978b, v. 156, №1, p.129-134.

125. Sypert G.W., Oakley I., Ward A.A. Single unit analysis of propagated seizures in neocortex.- Exp. Neurol., 1970, v.28, №2, p.308-325.

126. Szentagothai J. The neuron of the cerebral cortex: a functional interpretation.-Proc. Roy. Soc.,London, B, 1978, v.201, p.219--248.

127. Tomash J. Size, distribution and number of fibers in the human corpus callosum.- Anat. Rec., 1954, v.119, №1, p.119-135.

128. Tomash J., Macmillan A. The number of fibers in the corpus callosum of the white mouse.- J. Сотр. Neurol., 1957, v.107, №1, p.165-168.

129. Towe A.L. Notes of the hypothesis of columnar organization in somatosensory cerebral cortex.- Brain Behav., 1975, v.11, №1.p.16-47.

130. Towns L.C., Giolli R.A., Haste D.A. Corticocortical connections of the rabbit visual cortex: a fiber degeneration study.- J. Сотр. Neurol., 1977, v.173, №5, p.537-560.

131. Toyama K., Matsunami K., Ohno T. Antidromic identification of association, commissural, and corticofugal efferent cells in cat visual cortex.- Brain Res., 1969a, v.14, №2, p.513-517.

132. Toyama K., Tokashiki S., Matsunami K. Synaptic action of commissural impulses upon association efferent cells in cat visual cortex. H Brain Res., 1969b, v.14, №2, p.518-520.

133. Toyama K., Matsunami K., Ohno Т., Tokashiki S. An intracellular study of neuronal organization in the visual cortex.- Exp. Brain Res., 1974, v.21, №1, p.45-66.

134. Tyner C.F. , Towe A.L. Interhemispheric influences on sensorimotor neurons.- Exp. Neurol., 1970, v.28, №1, p.88-105.

135. Vaney Б.1., Hughes A. Single unit receptive fields in rabbit primary cortex.- Exp. Brain Res., 1982, v.46, №2, p.257-262.

136. Vogt B.A., Gorman A.L.P. Responses of cortical neurons to stimulation of corpus callosum in vitro.- J. Neurophysiol., 1982, v.48, №6, p.1257-1273.

137. Waxman S.G., Swadlow H.A. Morphology and physiology of visual callosal axons: evidence for a supernormal period in central myelinated axons.- Brain Res., 1976a, v.113, №1, p.179-187.

138. Waxman S.G., Swadlow H.A. Ultrastructure of visual callosal axons in the rabbit.- Exp. Neurol., 1976b, v.53, №1, p.115-127.

139. White E.L., DeAmicis R.A. Afferent and efferent projections of the region in the Sm I cortex which contains the posteromedial barrel subfield.- J. Сотр. Neurol., 1977, v.175, №4, p.455--482.

140. Wise S.P., Jones E.G. The organization and postnatal developmentof the commissural projections of the somatic sensory cortex of the rat.- J. Сотр. Neurol., 1976, v.168, №3, p.313-343.

141. Wong-Riley M.T.T. Endogenous peroxidatic activity in brain stem neurons as demonstrated by their staining with diamino-benzi-dene in normal squirrel monkeys.- Brain Res., 1976, v.108, №2, p.257-277.

142. Wong-Riley M.T.T. Columnar cortico-cortical interconnection within the visual system of the squirrel and macaque monkeys.--Brain Res., 1979, v.162, №2, p.201-218.

143. Yorke C.H., Caviness V.S. Interhemispheric neocortical connections of the corpus callosum in the normal mouse: a study based on anterograde and retrograde methods.- J. Сотр. Neurol., 1975, v.164, №2, p.233-246.