Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структурная организация некоторых двигательных ядер ствола мозга кошки

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Структурная организация некоторых двигательных ядер ствола мозга кошки"



АКАДЕМИЯ НАУК АРМЕНИИ

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ им. акад. Л. А. ОРБЕЛИ

На правах рукописи

ПОГОСЯН Владимир Иосифович

УДК 591.431.1

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ЯДЕР СТВОЛА МОЗГА кошки

03.00.13 — Физиология человека и животных 03.00.11 — Эмбриология, Гистология, цитология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Ереван— 1592

Работа выполнена в Институте физиологии им. а: :м. Л. Л. Орбели ЛИ Армении.

Научный консультант: академик ЛИ Армении, член-керр. РАИ В. В. Фанарджян.

Официальные оппоненты: доктор биологических нгук. профессор А. М. Чилиигарян; доктор медицинских наук профессор А. Г. Аллавердян; доктор биологических наук В. А. Майский.

Ведущее учреждение — кафедра гистологии, цитологии н эмбриологии Ереванского государственного медицинского института им. М. Гераци МЗ Армении/)

Запдаэ диссертации состоится г.

в «.../../„.....> часов на заседании ^Специализированного

Совета (Д. 005.09.01) при Институте физиологии им. акад. Л. А. Орбелн АН Армении (375028, Ереван, ул. Бр. Орбели, 22), Тел.: 27-43-20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. акад. Л. А. Орбели АН Армении.

Автореферат разослан Жг^/рл^у У 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат медицинских наук

К. Г. БАГДАСАРЯН

ЬЛ„и1Е_КА ОЕ!Щ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Структурно-функциональные системы ствола мозга, являясь ведущей его составной частью, обеспечивают все жизненно зажные функции организма и их взаимодействие. Совершенствование мозгового управления представляет собой основное содержание энцефализа-дии, что выражается в развитии дифференцированных надсегментаркых механизмов, и во все большем подчинении, сегментарных центров корковым влияниям. Особенно разительно" совершенствуются механизмы управления двигательной сферой,, представляя ключевой фактор, определяющий эволюцию нервной системы..

Согласно Бэрнштейну (1966), возникновение в филогенезе очередной новой мозговой надстройки знаменует собой биологический отклик на новое качество или класс двигательных задач. Шаповаловым (1975) было отмечено наличие определенного параллелизма в появлении моно-синаптических связей нисходящих систем с сегментарными и стволовыми иотонейронами. Например, у субпршатов показана прямая связь красного ядра (КЯ) с поясничными мотонейронами спинного мозга и: мотонейронами ядра лицевого нерва (ЯШ. Наряду с этим, установлено отсутствие у кошек ыоносинаптичвских связей кортико-спинальных волокон^ с сегментарными мотонейронвиш и; с моторными; ядрами, ствола мозга и наличие таких связей у обезьян.

. Значительный удельный вес в морфо-функцкснальной организации . ствола мозга принадлежит сенсорным системам. Модально-специфическая информация, поступающая в мозп через рецепторы и специализированные релейные структуры, охватывает 6 сенсорных систем ствола мозга (со-матосенсорную, висцеральную, вестибулярную, зрительную,, слуховую к вкусовую). Они.характеризуются высокой чувствительностью к сенсорным стимулам и;сохранением: специфики: информации, что обеспечивается наличием множества раздельных каналов передачи сигналов. Последняя составляет основу для формирования многочисленных соматических и висцеральных рефлексов, которые осуществляются благодаря рефлекторной, интегративной и нейрорегуляторной функциям ствола мозга (Лиманский, 1987). В отмеченных процессах, несомненна, важную роль играют некоторые двигательные ядра ствола мозга:: КЯ, латеральное- вестибулярное ядро (ЛВЯ) Дейтерса.и ЯШ. Эти: образования фактически ппедставляог из себя принципиальные морфологические модели стволовых механизмов моторикиявляясь источниками двух взаимно дополняющих нисходящих систем - рубро-спинальной и вестпбуло-сптальноП и. мощной мотонейронной системы, снабжающей лицевую мускулатуру.

Цель и задачи работа» Общей цэотю данной работа являлось опредеяе-ние структурных особенностей КЯ8 ЛВЯ и: ЯЛН кошщ, сопоставление их характеристик и щцеяенио специфических свойств морфологической организации. В соответствии с указанной целью в работа поставлен рад конкретных зада«!

I. Исследование по компьютерной реконструкции объемного изображения КЯ, ядра Дейтерса к ЯЛНв .2. Анализ нейронной организации отмеченных двигательных ядер ствола мозга с использованием метода.'серебряной импрегнации по Гольджи. й: Гольджи-Копша.

3. Изучение афферентных входов КЯ, ЛВЯ к ЯЛН посредством ретроградного маркирования пероксидазой хрена (ПХ) нейронов в различных структурах мозга» применяя очень локальные микро-ионофоретические инъекции фермента в соответствующие ядра»

4. Исследование пластической реорганизации; мозжечковых входов в КЯ в условиях длительных сроков постоперационного вшивания взрослых зивотных после гемицеребелэктоыии или одностороннего электролитического разрушения промежуточного ядра мозжечка.

Основные результата' и. их новизна. Разработана программа по компьютерной реконструкции объемного изображения различных ядерйкх образований мозга, с помощью которой шершэ получена слокная сетчатая структура КЯ, ЛВЯ и ЯЛН зошш, отражающая их реальную форму.

Посредством метода Гольдш и: ГоЛьдюв-Ношва- изучена структурная организация крупноклеточной часта КЯ, на осийве которой, впервые составлена сводная его нейронная картам, Показано, ■что в дорсальных (КЯД) и вентральных (КЯВ) отделах огиечеянрй части КЯ„ которые являются соответствующим! зоналк. представительств порадшж и: задних . конечностей животного в КЯ, нейронные Ерутшровш резко разжг«аагся как клеточным составом, так и: шогими'конструпташыми особенностями самих нейронов« Следует-отметить, что ъзжьш элементов; нейронных группировок КДЦ являются хороткоанбошше нейроны малых размеров1, о которых имелись лшь электрофизиологаческиэгданные.

Методика локальной «икроионофоретической инъевдшг ПХ в КЭД.КЯВ, в вентральные (ЛРЯВ) и дорсальные (ЛЩ) отделы ядра Дейтерса и изучение последующего ретроградного аиоонного транспорта фермента в нейроны различных образований мозга показало, чго, наряду со многими подтвержденными структурами,' источниками афферентных входов отмеченных дцер дополнительно является ряд корковых, подкорковых, стволовых, и спинномозговых образований. Выявлено также выраженное различие вхо-

¡в соответствующих зон представительств передних и задних конечное->й швотного в КЯ и ЛВЯ, что обобщено в виде схематических рисунков.

Дробная инъекция ПХ и применение специального буферного раство-I в нашей прописи, в котором растворялся фермент» являлись' способ-рвующими условиями для выявления волоконных систем КЯ и ядра Дейтер~ I на значительном расстоянии от места, ее введения в отмеченные ядра, го позволило изучить многие особенности их траекторий.

Феномен; пластической реорганизации, мозжечково-рубральных лроегс-1й был выявлен на новорожденных котятах морфологически, а у взрослых зшек - элентрофизиологически рядом исследователей. В настоящей раб оз показано, что, как при одностороннем электролитическом разрушении, ромеяуточного ядра мозжечка, так и. при гемицеребелэктомш в условиях штельных сроков постоперационного выживания животных после инъекции С в контралатеральное по отношению к повреждению КЯ небольшое ноли-зство ретроградно маркированных нейронов обнаруживается во всех цен» эальных ядрах мозжечка интактной стороны. Эта особенность протекания хаотических сдвигов в моззкечково-рубральнкх проекциях, выявленная в а.стоящей работе,, свидетельствует о том, что, вероятно, в возшкнозе-яи и в последующем при организации ипсилатералышх мозжечково-руб-альных проекций существенную роль играв? сам факт нанесения поврож-эния на мозжечок, а не степень его разрушениям

Посредством метода Гольдки-КЬгша. изучена структура нейронов рупных, средних к. малых размеров ЯЛН кошки» Показано, что важной собенностьо аксонов всех отмеченных типов клеток является их эффе-ентная природа» Анализ строения дендритных ветвлений, пространствен-ой ориентации дендритов, особенностей дендритных перекрытий, а также озаики распределения нейронов в пределах различных отделов ядра по-азал, что ка основе указанных критериев ЯЛН морфологически можно одразделигь на 7 нейронных группировок: медиальную, дорсоыедиальную, ентромедиальную, интермедиальную, дорсальную, латеральную и вентро-атеральнув.. Отмеченные данные легла в основу сводной нейронной кары, которая составлена для ЯЛН кошм- впервые.

Посредством локальных микрононофОрэтичесяия инъекций ПХ в кле~ очные группировки' ЯШ' и изучения последующего ретроградного аксонно-о транспорта фермента в нейрона различных образований мозга проведен нализ афферентных аходов ЯЛН копки. Показано, что, наряду с подтвер-деннши входами, на ЯШ дополнительно проецируются многие структуры твола мозга. Результаты экспериментов обощенн в виде схематического исукка, который отражает сложную мозаику внутриядерного распределе-ия афферентных входов ЯШ. Выявленная неоднородность афферентные

входов нейронных группировок ЯЛЧ является еще одним существенным дополнением, подкрепляющим нашу точку зрения в отношении количества нейронных группировок, входящих в состав ЯЛН указанного животного. Научно-практическое значение работы. Результаты настоящей работы,име; отношение к фундаментальным исследованиям,дополнительно расширяют наши представления о реальной форме и нейронной организации двигательных ядер ствола мозга кошки, об их афферентных входах, а также о динамике пластических сдвигов» возникающих в мозжечковб-рубральных проекциях у взрослых животных в условиях длительных сроков постоперационного выживания после ограниченных или обширных односторонних повреждений центральных ядер мозжечка. Обобщенные результаты имеют важное значение не только в теоретическом плане, но и в связи с тем, чт< многие особенности протекания отмеченных пластических сдвигов волоконных систем на большом расстоянии могут быть учтены и использованы с лечебно-диагностической и прогностической целью при двигательных нарушениях, которые часто встречаются в неврологической практике при повреждениях мозжечка. В пропедевтическом плане многие аспекты резулз татов настоящей работы могут быть включены в лекционные курсы по ней-роморфологии высших и средних учебных заведений медико-биологическоп профиля. В экспериментальном плане практические рекомендации в отношении методики дробной шкроионофоретической инъекции ПХ в мозг и прс писи специального буферного раствора, используемого для растворения фермента, могут широко применяться для выявления волоконных систем различных структур ыозга^ что дает возможность выявить их на значительном расстоянии от места введения маркера. Основные положения, выносимые на защиту. •

1. Ка основе представленного в диссертации фактического материала относительно морфометрических данных фронтальных планов. сериальных срезов КЯ, ЛВЯ и ЯЛН впервые выдвинута концепция о возможности, компьютерной реконструкции объемного изображения ядерных образований ствола мозга кошки в виде сетчатой структура, .которая является отражением их реальной формы. • .

2. На большом фактическом материале показано, что нейроны КЯ в ЯЛН различаются не только размером сомы, но и рядом особенностей стр< ения их отростков. Принимая во внимание последнее, предпринята попытс произвести Солее детальную классификацию нейронов -отмеченных дцер ствола мозга кошки, которая морфологически-полно отражает специфику строения того или-иного нейрона.

3. Сравнительный анализ двигательных дцер ствола мозга кошки показал, что наибольшее сходство в строении нейронов, а также клеточнш

группировок выявляется в функционально эквивалентных отделах КЯ и ад ра Дейтерса, которые являются соответствующими зонами представительств передних и задних конечностей животного в отмеченных ядрах„ тогда как ЯЛН, обеспечивающее мозаику двигательной активности мимической мускулатуры, резко различается от КЯ и ЛВЯ как по структурной организации отдельных нейронов, так и по многим конструктивным особенностям нейронных группировок,

4. Специфические условия, в которых были проведены эксперименты с использованием ПХ, способствовали выявлению не только дополнительных проекций на КЯ и ЛВЯ из ряда корковых, подкорковых, стволовых и спинномозговых структур, но и изучению траекторий их волоконных систем афферентной и эфферентной природы. При анализе афферентных входов ЯНН обнаружены также дополнительные проекции на отмеченное ядро из многих ядерных образований, локализация которых ограничивается лишь 1ределами ствола мозга.

5. Результаты экспериментов, проведенных на взрослых кошках в условиях длительных сроков постоперационного выживания животных после гемицеребелэктомии или одностороннего электролитического разрушения промежуточного ядра мозжечка показали наличие коллатерального спраутинга мозжечково-рубральных нейронов на большом расстоянии, важной особенностью протекания которого является пластическая реорганизация проекций всех центральных ядер мозжечка интактной стороны независимо от степени нанесенного на мозжечок повреждения» Не исключает-зя таете, что отмеченные связи возникают вследствие роста и пролиферации аксонов предсуществующих нейронов, ипсилатеральные мозжечково-эубральные проекции которых описаны у новорожденных животных.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на I и 1У съездах Армянского физиологического общества, Ерезан» 1970, 1987;. Всесоюзном симпозиуме по проблеме "Структурно-функциональные основы конвергенции л синаптической организации нервных центров", Москва, 1973; XII съезде Всесоюзного общества им» И.П.Павлова, Тбилиси, 1975; I Закавказ-зкой конференции морфологов, Тбилиси, 1975; 1У и У1 симпозиумах по троблеме "Структурная и функциональная организация мозжечка", Ереван, [977, 1988; Всесоюзной конференции, посвященной 50-летию образования Института физиологии им. А.А.Богомольца АН У ССР, Киев, 1984; годич-ий сессии "Актуальные вопросы нейрофизиологии", посвященной 40-летим Института физиологии им. Л.А.Орбели АД Арм. ССР, Ереван, 1985; III Зсесоюзной конференции по нейронаукам, Киев, 1990.

публикации. Материалы диссертации изложены в 26 научных работах, оп-

убликованных в отечественных и зарубежных изданиях.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на страницах 175 машинописного текста, иллюстрирована 44 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы по основным вопросам затронутых проблем, трех разделов, восьми глав, общего заключения и общих выводов. В конце кадцой экспериментальной главы дается обсуждение результатов. Библиографический указатель включает 63 источников отечественной и 232 иностранной литературы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

РАЗДЕЛ I. СТРУКТУРНАЯ-ОРГАНИЗАЦИЯ КРАСНОГО ЯДРА КОШКИ

Глава I, Анатомическое строение и компьютерная реконструкция объемного изображения красного ядра

Являясь высоковаскуляризированным ядерным образованием покрышки сродного мозга, что получило отражение и в названии самого ядра, КЯ занимает особое место среда структур, имеющх отношение к деятельности экстрапирамидной системы. Еще с конца прошлого столетия указанное ядро находится в центре внимания многих исследователей (Mahaim, 1894; CaJal, 1895,1909-1911; Von Monakow, 1895, 1909; Von Kölliker, 1896; iiatuchek, 1907). Имея удлиненную в каудоростральном направлении форму, мелкоклеточная часть КЯ кошки приближается к гипоталамическим структурам, а задние его отделы (крупноклеточная часть) располагаются на уровне шидюго двухолмия. Несмотря на большое количество имеющихся работ, посвященных морфологии КЯ человека и животных (Foix, Nicoles-coj ISÍ;ü; Riojh, 1929; Davenport, Ranson, 1930; Yamagischi, 1934;Mas-üicn, I9or, 1967; Brodai, Gogstad, 1954; Grofowa, Marsala, 1960,1961; Tabcr, I96I; Bauchot, 1963, 1964; King, Bowman et al., 1971; King, ochb'.yn et al., 1971; Heid et al., 1972; Ovcharov, 1972}. Conde, Conde, lí 73), многие аспекты его строения остались, недостаточно разработан-'ными. Что же касается КЯ- кошки, то значительная информация о его сте-реогаксических координатах, о медиолатеральных, дорсовентральных и рострокаудальных размерах, а также о цитоархитектонике и структурах, располагающихся вблизи ядра содержится и в современных атласах мозга, указанного животного (Reinoso-Suarez, 1961; Snaider, Niemer, 1961; Вогшап, 1968). Следует, однако, отметить, что до настоящего времени не предложено ни одной модели, -которая бы отражала его объемное изображение. Основываясь на разработанной нами компьютерной методике, впервые сделана попытка в виде сетчатой структуры визуализировать реальные очертания КЯ кошки, а также получить некоторые морфометричес-

сие данные о дцре в целом»

Применение компьютерных систем в исследованиях центральной нерв-юй системы берет свое начало с возникновения средств вычислительной техники и информатики. Более широкое использование этих систем стало зозможным благодаря появлению персональных ЭВМ, а также развитых 5редств машинной графики и многоканальных интерфейсов. В этом ряду >собое место принадлежит математическим и программным методам компьютерной графики (Rogers, Adams, 1976; Павлидиа, 1986), С их помощью сдается получить достаточно обнадеживающие результаты по восстановлено) различных нейронных.структур, выявлению межклеточных связей и чх сарактера, непосредственному наблюдению за работой отдельных участков юрвной системы в реальном масштабе времени и т. д.

В последнее время много внимания уделяется проблеме реконструкции сложных нейронных образований мозга (Glasser et al., 1977; Hi.!-.man et al.,1977; Lindsay, 1977; Paldino et al., 1977; Poote et al., [980; Germen et al., 1985, 1988), Значительная информативность таких «следований существенно облегчает зрительное восприятие как отдельных щерных образований центральной нервной системы, так и архитектуры юзга в целом.

Аатериал и методика. Эксперименты по компьютерной реконструкции КЯ гроведеиы на двух интактных взрослых кошках (вес тела 3,0-3,5 кг) под гембуталовым наркозом (50 мг/кг,. внутриброшинно). Мозг животного пер-Ьузировался интракардиально сначала теплым физиологическим раствором [струей, быстро), а затем ICW-ным раствором нейтрального формалина [1,5 часа), приготовленного на физиологическом растворе, с добавлени-зм глутарового альдегида (1,2556), Блок мозга, содержащий отмеченное адро, вырезался посредством ножа, укрепленного на стереотаксическом аппарате» Вначале проводился разрез ткани в горизонтальной плоскости, i затем - во фронтальной. После дополнительной 12-ти часовой фиксации лозговой ткани при комнатной температуре в том ке растворе фиксатора, изготовлялись сериальные фронтальные срезы . (100 мкм) на электрическом замораживающем микротоме. Для исключения нарушения симметрии получаемых срезов в медиолатеральном и дорсовентральном направлениях, блок устанавливался на столике микротома фронтальной его плоскостью и только после этого начинался процесс замораживания ткани. Монтированные за предметные стекла срезы окрашивались по методике Ниссля. После заключения срезов в бальзам их контуры И: контуры КЯ зарисовывались при увеличении 1:3 посредством проекционного аппарата на миллиметровую бумагу. При уточнении топографии КЯ в срезах был использован стерео-таксический цитоархитектонический атлас мозга кошки (Berrean, 1963).Из

36 срезов, содержащих КЯ, были выбраны 18, абсолютные данные координат контуров которых вводились в компьютер. Для получения объемного изображения КЯ была использована декартовая (прямоугольная) система координат« Вначале проводилось начертание соединяющих срезы линий по соответствующим опорным точкам контура каждого среза ядра методом параболической интерполяции (Rogers, Adams, 1976), а затем контуров самих срезов» Следует также отметить, что на всех этапах построения изображения объекта проверялось условие видимости или невидимости проводимых отрезков линий методом состояния пикселов (Павлидис,1986).

Результата и обсуждение. В результате описанной реконструкции было получено реальное изображение КЯ кошки, которое имеет грушевидную форму. Его каудальный отдел на протяжении 1,0-1,2 мм в каудоростраль-ном направлении имеет.диаметр, не превышающей 2 мм, тогда как те же показатели остальной части КЯ находятся в пределах 3,0-3,5 мм. Длина ядра равна 3,6 мм. Анализ проекций КЯ на горизонтальную плоскость показал, что медиальная и различные отрезки латеральной сторон располагаются параллельно сагиттальной плоскости мозга. Наблюдается большое сходство рисунков вентральной и дорсальной сторон КЯ с соответствующими очертаниями медиальной и латеральной его сторон. Следует также отметить, что резкий сдвиг в диаметре, который наблюдается в КЯ (см. выше), отражается на форме только латеральной и дорсальной границы.

Обобщая результаты анализа необходимо добавить, что компьютерная реконструкция объемного изображения КЯ кошки впервые выявила сложную сетчатую структуру, которая является отражением его реальной формы..

Глава 2. Нейронная организация, красного ядра

Морфологические работы, посвященные изучению КЯ человека и многих животных, ограничивались в основном цитоархитектоническими наблюдениями (Davenport, Eanson, 1930; Brodai, Gogstad, 1954^ Taber, 1961; otabe, Horowitz, 1970; Reid et al., 1975). Анализ клеточного'состава КЯ показал, что у кошки в рострокаудальном направлении резко возрастает количество клеточных элементов крупных размеров (Masr.ion, 1967). На основании отмеченного в настоящее время КЯ кошки подразделяется на мелкоклеточную (ростральные отделы) и крупноклеточную (каудальные отделы) части.. Что же касается нейронной организации КЯ, то в литературе очень мало данных в этом аспекте. Кахаль (Cajal, Ï909-I9II) при изучении мозга кошки и мыши впервые описал в КЯ три типа нейронов:, крупные, средние и мелкие. В последующем подобные типы клеток были выявлены также и при исследовании нейронов КЯ у обезьян (King.Schwyn et al., 1971) И опоссума (King, Bowman et al., 1971; King, Martin

- и -

t al., 1972;: King, Бот et al., 1973, 1974). Имеются данные и в отно-энии электронномикроскопического строения отмеченных типов нейронов Я кошки (Ovcharov, 1972; Tredici et al., 1973; Nakamura, 1975). Де-ается попытка классификации клеток КЯ, в которой, помимо величины и. ормы тела, учитывается морфология дендритного дерева. В результате того была несколько видоизменена классификация Кинга с соавторами King, Bowman et al., 1971; King, Sohwyn et al., 1971) с вццелением редставленных последними (King, Schvyn et al., 1971) подтипов (на-ример, a-, и ш2 - клетки "средней величины") в самостоятельные типы леток (В и С у Conde, Conde, 1973). Достоинством работы Конде и со-второв (Conde, Conde, 1973) является выделение нового типа D - кле-ок и подробное описание отличительных особенностей кх от.олигоденд-оцитов. Вместе с тем указанные авторы, ориентируясь в основном на острокаудальное распределение нейронов, не затрагивают вопросов, ка-ающихся специфики локализации различных нейронных элементов в преде-ах КЯ, их наиболее частых групповых сочетаний, детальных оссбеннос-ей дендритных ветвлений и сплетений в топографически разных участках дра и др. Изучение этих вопросов является предметом настоящей серии кспериментов.

атериал и методика. Нейронная организация крупноклеточной части КЯ :зучена на 43 интакгных кошках в возрасте от 2-х недель до 1-го года, 'осле декапитации животных (поверхностный эфирный наркоз) из кусочков 'кани мозга (толщина 0,6-0,7 см), содержащих КЯ, изготовлялись фрон-'альные срезы толщиной 200 ыкм. Кусочки импрегнировались по методу 'ольджи или Гольджи-Копша. При помощи, рисовального аппарата РА-4 про-гзводились зарисовки нейронов в пределах крупноклеточной части КЯ при. 'величении 1:400. Для составления нейронной карты анализировались не •олько отдельные, хорошо ишрегнированные нейроны, но и. целые клеточке группы. Наиболее типичные из них вносились в сводную нейронную сарту. В некоторых случаях проведен анализ структуры нейронов на сериально зарисованных препаратах.

Результаты и обсуждение. В крупноклеточной части КЯ кошки были обнаружены нейроны крупных, средних и малых размеров.

^етга_к^пшх_<разме£ов с диаметром сомы 50-90 мкм имеют в ос-ювном мультиполярную форму тела. Дендриты отходят от сомы клетки ра-;иарно, сравнительно большой толщины и на расстоянии 25-100 мкм от гела нейрона начинают дихотомически, делиться, образуя третичные и чет-зертичные ветвления. Длина дендритов крупных нейронов составляет в среднем 400 мкм. Дендриты нейронов, расположенных в роетродорсальных заделах крупноклеточной части КЯ, достигают длины 600-900 мкм. Ветвле-

ния последних являются более широкими, чем ветвления дендритов длина в 400 мкм. Крупные нейроны с длиной дендритов от 600 до 900 мкм снабжены редкими шипиками, тогда как нейроны с длиной дендрита до 400 ми содержат большое количество шпиков разнообразной формы. У всех крупных нейронов, независимо от длины их дендритов и количества шпиков, наибольшая концентрация последних наблюдается в дистальных отделах дендритов, тогда как проксимальные отделы либо полностью лишены шипи-ков, либо они обнаруживаются редко. Аксоны крупных нейронов прослеживаются на значительном расстоянии от сомы нейрона.

Клетки средних размеров (20-Ь0 мкм) обычно треугольной, веретенообразной или мультиполярной форш. У большинства дендриты отходят от тела нейрона радиарно, и только у клеток веретенообразной формы они сконцентрированы на противоположных полюсах и имеют один или два дихотомических деления. Дихотомическое деление дендритов характерно также для других типов клеток средних размеров. Ветвление дендритов начинается на расстоянии 10-40 мкм от тела клетки. Некоторые нейроны !СЯД обнаруживают ветвления дендритов кустовидного характера. Сравнительно реже удается выявить нейроны последнего типа в средних отделах КЯ и в КЯВ. Дендриты клеток средних размеров имеют в основном длину до 400 мкм. Толы:о в редких случаях отдельные ветви дендритов достигают до 900 мкм. Как и у нейронов крупных размеров, дендриты у клеток средней величины снабжены шипиками, разнообразными по форме, с преи-7луществепно дистальной локализацией. Иногда они обнаруживаются и на сояе нейрона. Аксоны клеток средних размеров имеют хорошо выраженный аксонямй холмик, и без коллатералей аксон прослеживается на большом расстоянии от сомы.

Кле.'.7ки малых размеров имеют веретенообразную, треугольную и овальную форш. Величина тел клеток колеблется от 10 до 20 мкм. Обнаруживается клетки размером менее 10 мкм. Дендриты у веретенообразных нейронов сконцентрировали на противоположных полюсах клетки и- образу-'ют симметричные разветвления (одно, редко два). В некоторых случаях дендрит,отходящий от одного полюса., более длинный и почти не имеет ветвлений. Нередко дендриты некоторых клеток имеют ветвления кустовидного характера, 'Дендриты нейронов треугольной формы обычно не об-. разуют ветвлений, или дают одно, реже два дихотомических деления. Нейроны с овальныл телом.имеют 3-4"основных дендрита, которые, как правило, не даюг разветвлений. Длина дендритов мелких нейронов достигает 300 мкм. Из нейронов малых размеров только у некоторых клеток' веретенообразной форш удалось проследить арборизацию аксонов"с концевыми пуговками в пределах ■•КЯ. Подобные нейроны обнаружены в перед-

эй половине КЯД кошки. Аксоны других типов нейронов прослежены на рачительном расстоянии от тела клеток без арборизации, даже у клеток азмером 10 мкм удалось выявить аксон, выходящий за пределы КЯ.

Сериальные зарисовки срезов на протяжении 800 мкм выявили в кау-вльной части ядра нейроны, расположенные группами. Дендриты отмечен-ах нейронов не более 400 мкм и, как правило, образуют густые отлете~ ия. Группа нейронов с тесно переплетающимися дендритами содержат от до 8 крупных нейронов и X или 2 средних;, встречаются единичные клети округлой или треугольной формы и малых размеров.

Начиная с 800-1000 мкм от каудального края КЯ в его КДЦ появля-гся нейроны крупных размеров с длинными дендритами (длина дендритов г 600 до 900 мкм)., малых и частично средних размеров, а в КЯВ увешивается количество клеток средних размеров. Нейроны крупных размеров ЯД окружены 6-10 нейронами малых размеров. Дендритные ветвления пос-едних находятся в пределах дендритных ветвлений крупных нейронов, рупные клетки. КЯД расположены друг от друга на значительном расстоя-ии, тогда как в КЯВ того же уровня КЯ клетки расположены очень близко.

Таким образом, сериальные зарисовки позволили проследить прос-ранственное изменение типов нейронов и динамику изменения структуры ейронных групп, что дает возможность иметь целостное представление структурной организации крупнонлеточной части КЯ кошки.

Составлена сводная нейронная карта среднего отдела крупноклеточ-ой части КЯ указанного животного» Для КДЦ характерно наличие нейро-ов с длинными дендритами. Они расположены далеко друг от друга, образуют негустые дендритные сплетения и окружены мелкими нейронами, ногда встречаются элементы средних размеров, рассеянные диффузно, собенно в периферических частях .•эдра» В КЯВ клетки располагаются лизко друг от друга, образуя мощные дендритные скопления, В подобные руты обычно входят до 10-12 нейронов, включая клетки, средних и ред-о малых размеров. Для медиовентральной части средней области крупно-леточного отдела КЯ кошки- характерно наличие элементов малых разме-ов эфферентной природы. Нейроны КЯД.беднее шипиками, чем КЯВ. Исклюете составляют лишь клетки с кустовидным типом ветвлений дендритов.

За последние несколько десятилетий опублико-¡ано большое количество электрофизиологических: работ, посвященных ункциональным особенностям нейронов КЯ (Tsukahara et al», 1967,1568; 'sukahara, Kosaka, 1968; Toyaraa- et al», 1970; Фанарджян, Саркисян, 971, 1984; ?adel, Smith, 197I; Костюк, 1973; $знардж;л и. соавт., 973, 1975, 1981, 1982; Fsmardjian, Gorodnov, 1983, 1987, 1988; ?анар-¡жян, Городнов, 1984, 1985, Î987; Sarkisian, Fanardjian, 1984;. 'Fanar-

et а1., 1987). Что же касается строения нейронов КЯ, то многие аспекты этого вопроса не разработаны (см. выше) и требуют дополнительного изучения.

Анализ структурной организации показал, что нейроны крупноклеточной части КЯ кошки могут быть подразделены на 3 типа: крупные , средние и мелкие. Такое подразделение, хотя и совпадает с данными предшествующих исследователей (Са,3а1, 1909-1911;. Ovoh&тov, 1972),¡однако, как нам кажется, оно неполноценно отражает'специфику строения того или иного типа нейрона, поскольку эта классификация учитывает только размеры клеток. Нами была предпринята попытка произвести более детальную классификацию нейронов, основанную и на особенностях их отростков. Так, при учете длины дендритов и снабженности их шпиками было показано, что среди крупных нейронов КЯ, тлеющих величину 50-90 мкм, четко могут быть отдифференцированы две разновидности ней ронов с длиной дендрита от 600 до 900 мкм, локализованные в пере,дней половине КДЦ, и нейроны с длиной дендрита до 400 мкм, обнаруженные в остальных отделах крупноклеточной части КЯ кошки. У обоих видов крупных нейронов КЯ шпики на их дендритах расположены преимущественно в дистальных отделах лишь с той разницей, что их количество меньше на длиннодендритных нейронах. Основываясь на малом количестве шипиков на дендритах нейронов КЯД, можно предположить,, что воспринимающая способность у дендритов этих нейронов выражена слабее, чем у крупных клеток КЯВ, у которых, как отмечено выше, шипики обнаруживаются в значительном количестве. С другой стороны, известна точка зрения Полякова (1965) о том, что малое количество шпиков является сугдествоийой особенностью строения дендритов переключающих нейронов, д.-иощеи возможность им устанавливать избирательные контакты с аффе-рептами и с другими нейронами. Возможно, что малое количество шипи-ков у крупных нейронов Кед кошки имеет особое функциональное значение, как и у короткоаксогшых нейронов коры мозга (Поляков, 1965;. По-госян, 1971). Согласно данным других исследователей (БсЬе1Ъе1 et в1., 1973) малое количество шипиков на дендритах длиннодендритных клеток, описанных нами, говорит о более высокой специализации нейрона в процессе онтогенеза.

. Следовательно, хотя крупные нейроны с длинными дендритами, расположенные в КУЩ, возможно, и обладают слабо выраженной воспринимающей, способностью,. однако эта их способность, вероятно, избирательна и. дифференцирована, тогда как у крупных нейронов КЯВ, обильнее снабженных иипиками, воспринимающая способность выражена лучше, но она ке специализирована. Несомненный интерес с этой точки зрения пред-

гтавляет тог факт, что только в КДД наш обнаружены мелкие клетки веретенообразной формы, аксоны которых дают хорошо выраженную арбори~ зашло с концевыми пуговками в пределах КЯ. Доказано также злектрофи-зиологически наличие промежуточных нейронов в пределах КЯ кошки и их преимущественное распределение в КЯД (Саркисян, Фанарджян, 1968,19735 Фанарджян, Саркисян, I97IJ. Не исключена возможность, что эти нейронн играют определенную роль в дифференцированном восприятии крупными длиннодендритными нейронами КЯ поступающей импульсации. О короткоак-сонных веретенообразных нейронах малых размеров в пределах КЯ кошки сообщено и в работе Конде и соавторов (Conde, Conde, 1973),которые описали их преимущественно локализованными в его ростральном (мелкоклеточном) отделе. Последними детально было изучено распределение этих нейронов в рострокаудальном направлении, в то время как их четкая топография выявляется лишь при дорсовентральном и медиолатераль-ном рассмотрении (фронтальные срезы), в отмеченной наш нейронно* группировке, чему способствовала также толиртна произведенных наш срезов (200 мкм), позволяющая проследить ветвления дендритов и аксонов на оольшом расстоянии от тела нейрона в пределах ядра. Следует также добавить, что, сходные с нашими, получены данные и другими исследователями в отношении мелких короткоаксонных нейронов КЯ опоссума (King, Bowman et al., 1971) И обезьяны (King, Dom et al., 1974).

Другой особенностью крупных нейронов ГШ является радиарноэ распределение дендритов. Помимо того, не выявлено коллатералей аксонов указанных клеток в пределах КЯ. Это не исключает их присутствия за пределами ядра в составе рубро-спинального тракта в направлении к промежуточному ядру мозжечка (Cajal, I909-I9II; Brodai, Gogstad,I954; Фанарджян, Саркисян, I97I). Что же касается обнаружения коллатералей аксонов крупных нейронов в пределах КЯ, указанный факт не согласуется с данными некоторых исследователей (Conde, Conde, 1973).

Наконец, полученный материал показал, что аксоны всех разновидностей выявленных нейронов могут выходить за пределы КЯ. Последнее совпадает с данными морфологии (Pompeiano, Brodai', 1957) и электрофизиологии (Tsukahara et al., 1967; Фанарджян, Саркисян, 1969; Кос-тюк, 1973) о наличии в составе рубро-спинального тракта волокон разного диаметра, являющихся аксонами клеток различных размеров КЯ.

Глава 3. Нисходящие и восходящие афферентные входы красного ядра

В последние годы опубликованы физиологичеспге (Anderson, 1971у фанарджян, Саркисян, Î97I, 1984; Palmer et al., 1981? Саркисян, Фанарджян, 1985; Kosar et al., 1985) и морфологические (iünvik, Val-

berg, 1963; Courville, 1966; Mabuchi, Kusama, 1966; Sadum, 1975; Nah, Leong, 1976; Dekker, 1981; Villablanca et al., 1982) работы.посвященные исследованию афферентных связей 1фупноклеточной части IUI кошки. Е подавляющем большинстве случаев после повревдения различных образований мозга изучалась антероградная дегенерация аксонов и их терминале^ в КЯ с использованием световой (Rinvik, Walberg, 1963; Courville, Х966; Mabuchi, Kusama, 1966; Sadum, 1975) и электронной (Sadum, 1975) микроскопии. С помощью антероградного маркирования ПХ аксонных окончаний и ауторадиографии установлена неоднородность внутриядерного распределения афферентных волокон в КЯ (Dekker, 1981; Naus et al., 1985). Афферентные связи ряда структур среднего мозга, в том числе КЯ, изучены посредством ретроградного аксонного-транспорта ПХ (Майский и соавт., 1979; Майский, 1983). Многими исследователями выявлена соматотопическая организация в пределах КЯ в отношении кортико-руб-ралышй системы ( Rinvik,Valbert,1963;Mabuohi, Kusama, 1966;Tsukaha-ra, Kosaka, 1968; Anderson, 1971; Padel et al.» 1971, 1973; Hizuno, Mochizuki, 1973), мозжечково-рубральной системы (Pompeiano, 1959; Courville, I966f 1968; Кцурегз, Lawrence, 1967; Anderson, I97I;Flumer-folt et al., 1973; Caughell, Flumerfelt, 1977; Robinson et al.,1982), а также рубро-спинальной системы (Pompeiano, Brodai, 1957; Астабатян, 1971; Padel et al., 1972; Шаповалов, 1975; Saint-Суr,Courville, 1982; Alsterman et al.s I9£6; Jankowska, 1986).

Целью настоящей серии экспериментов было детальное выяснение топографии распределения в мозге нейронов - источников проекций в 1ШД и КЯВ и траекторий, образуемых этими источниками волоконных систем с помощью микроионофорегических инъекций ПХ в отмеченные зоны КЯ кошки. Материал и методика. Для исследования афферентных входов КЯ использо-вш 1С 26 взрослых кошек (вес тела 3,0-3,5 кг), которые анестезировались посредством внутрибрюшинной инъекции нембутала (50 мг/кг).У 14 кошек инъекция ПХ проведена в КЯД, а у 12 животных - в КЯВ. Стеклянные микропипетки (диаметр кончика 50-100 мкм) заполнялись 10^-ным раствором ПХ (Sigma VI, Boehringer ), приготовленным на буферном растворе, в состав которого входил раствор трис-буфера (0,1 моль/л), раствор хлористого калия (0,5 моль/л) и 0,5?»-ный диметилсульфоксид (Д1С0) Следует также отметить„ что pH буферного раствора в отмеченной пропиа имеет обычно щелочную реакцию (pH 9,5 и выше). Поэтому, еще до растворе лия- в нем ПХ'проводилась коррекция pH буферного раствора до уровня 8,3 раствором соляной кислоты (I ыоль/л). Микропипетка вводилась в мозг перпендикулярно по соответствующим стереотаксическим координатам ( Reinoso-Suarez, 1961; Bern an s 1968) „ Для введения ПХ в заданную об-

пасть мозга применяли импульсный ток положительной полярности (сила гока 16-20 нА., частота 200/с, длительность и перерывы по 5 мин) с четырехкратным повторением. Микропипетка оставлялась в мозге в течение 30 мин. Чтобы предупредить постоянный выход фермента домикропи-гсетки при погружении и извлечении микропипетки из мозга к ней прикладывалось небольшое напряжение, отрицательное относительно отдаленного электрода (Александров, 1963), расположенного на мышцах передней ип-силатеральной лапы. Через 48 часов после введения ИХ проводилась повторная наркотизация животного и перфузия мозга. Последний разрезался на блоки, из которых получались срезы (75 мкм), окрашиваемые по методу Мезулама (Mesulam, 1978). Контуры фронтальных планов срезов вычерчивались в масштабе 1:7,5 и затем отмечалась локализация меченых нейронов с помощью двухкоординатного полуавтоматического самописца, соединенного с подвижным столиком оптического микроскопа. Для определения локализации маркированных нейронов и волоконных систем КЯ, а также ЛВЯ и ЯШ использованы атласы мозга кошки (Feinoso-Suarez. 1961: Snider, Niener, 1961J Herman, 1968).

Результаты и обсуждение. Иикроионофорез раствора ЛХ был проведен очень локально - в КЯД и КЯВ. В области локализации микропипетки не обнаруживается гранул продуктов гистохимической реакции на ПХ, тогда как вблизи места введения фермента часто удается выявить как одиночные маркированные волокна, так и выраженные пучки меченых волокон,■ имеющих различное направление.

1.3.I. Афферентные входы в красное ядро из корковых структур

Одни исследователи импрегнационными методами выявили ипсилате-ральные (Rirr-ik, Walberg, 1963; Ермолаева, 1965; Sadum, 1975; Villa-blanca et al., 1982), а другие - билатеральные (Rinvik, 1965) норти-ко-рубральные проекции. Была таете показана топическая организация в КЯ афферентных входов из соответствующих корковых зон представительств передних и задних конечностей кошки (Rinvik, Walberg, 1963; Mabuehi, Kusama, 1966),

При инъекции ПХ в КЯД и КЯВ ретроградный аксонный транспорт (фермента наблюдался во многих корковых структурах, а значительные концентрации ПХ обнаруживались в соме пирамидных нейронов слоя V корн больших полушарий и в его дериватах,,

Изучение проекций фронтальных планов срезов мозга показало, что на все отделы КЯ билатерально проецируются крестовидная и коронарная борозды, а ипсилатерально - пресильвиеза, латеральная и передняя эк-тосильвиева бороздыо Следует отметить, что, кроме ипсилатеральных

проекций, пресильвиева, латеральная и зктосильвиева борозды тлеют афферентные связи и с контралатеральной стороны с КДД - зоной представительства передних конечностей животного в КЯ (Н1пу1к, \ialberg, 1963 МаЬисЫ, Кизата, 1966), а КЯВ - зона представительства задних конечностей животного в КЯ имеет ипсилатеральные входы из супрасильвиевой, сплениальной, прямой борозд, передней и нижней лимбических о'бластей и из островка Калея. Что же касается крестовидной борозды, то при локализации шкропипетки в КДЦ, выраженные скопления ретроградно маркированных нейронов выявлены в латеральных отделах крестовидной борозды, а также в сплениальной борозда, нижней лимбической области и а остров ке Калея, что, вероятно, имеет функциональное значение для реализации двигательной активности соответствующей конечности животного.

Подсчет общего количества маркированных нейронов на фронтальных планах срезов показал, что при инъекции ПХ в КДД на ипсилатеральной стороне мозгового плаща ретроградно меченных пирамидных нейронов слоя V" коры в 4-5 раз больше, чем на контралатеральной стороне, а в случае инъекции фермента в КЯВ - 40-50 раз.

Представленные данные показывают, что обнаруживается определенная специализация среди корковых афферентных входов к руоро-спиналь-ным нейронам, иннервирующим спинальный аппарат передних и задних конечностей. Эта дифференциация отмечается и в проекциях подкорковых и стволовых структур в КЯ (см. ниже).

1.3^2. Проекции подкорковых структур на красное ядро

Вне поля зрения многих исследователей, изучающих афферентные вхО' ди КЯ, остались подкорковые структуры. Следует упомянуть лишь об одно1 работе (Майский и соавт., 1979), в котррой авторы, описывая локализацию ретроградно маркированных ПХ нейронов в пределах перегородки, без-ымяной области и гипоталамуса, отрицают существование проекций на КЯ кошки из большинства дцер миндалевидного комплекса, таламичеоних структур и неостриатума.

Посредством локальных микроионофоретических инъекций ПХ в КЯ кошки и изучения последующего ретроградного аксонного транспорта фермента, нами были обнаружены на все отделы КЯ билатеральные проекции поля Фореля, переднего,дорсального, латерального, вентролатерального, заднего гипоталямических дцер, сосковидного тела, а ипсилатеральные входы - из медиального ядра уздечки, парафасцикулярного ядра, ядра срединного центра, вентрального ядра латерального коленчатого тела, суб-таламического ядра и неопределенной зоны, Кроме отмеченных структур, на КВД проецируется супрахиазматическое ядро. На КЯВ же дополнительно

[роецируются билатерально преоптическая область, а ипсилатерально -:востатое ядро, перегородка, ядро передней комиссуры, центральное индалевидноэ ядро и бледный шар.

Результаты анализа афферентных входов в КЯ кошки показали также, [то наиболее выраженные проекции из подкорковых структур на отмечен-юе яцро образуют дорсальное и латеральное гипоталамические ядра, медальное ядро уздечки, ядро передней комиссуры, преопгическая область, ;убталамическое ядро и неопределенная зона. Источниками менее выражении проекций на КЯ являются хвостатое ядро, перегородка, бледный шар, ¡ередняя, вентромедиальная, задняя и супрахиазматическое гипоталами-теские ядра, центральное миндалевидное ядро, парафасцикулярное ядро, ¡рединный центр и вентральное ядро латерального коленчатого тела. Что ке касается поля Фореля и сосковидного тела, то в пределах отмеченных эбразований выявлены лишь единичные ретроградно маркированные нейроны.

1.3.3. Афферентные входы в 'красное ядро из ствола и спинного мозга

Импрегнационными методами получены данные относительно проекций яа КЯ кошки промежуточного и зубчатого (латерального) ядер мозжечка (Courville, 1966, 1968; Nakamura et &1., 1978), черной субстанции (Afifi et al., 1965), нежного (Bercley et al., 1978) и клиновидного (Hand et al., 1977) ядер» многие из которых в дальнейшем получили электрофизиологическое подтверждение (Саркисян и соавт., 1981; Саркисян, ?анарджян, 1982; Фанарджян, Саркисян, 1984). Имеются электрофизиологические данные относительно проекций бледного шара на КЯ у кошек (Саркисян, Фанарджян, 1985) и иореологические - у обезьян (Carpenter, stromiger, 1967).

Из стволовых структур и спинного мозга на все отделы крупноклеточной части КЯ кошки проецируются околоводопроводное серое вещество, а билатерально - интерсгициальное ядро Кахаля, ретикулярная формация среднего мозга, варолиева моста и продолговатого мозга, ЛВЯД, клиновидное и нежное ядра, а также шейные сегменты спинного мозга. Выявлены контралагеральные входы в КЯ из КЯ противоположной стороны, из ЯЛН, зубчатого (латерального), промежуточного и фастигиального ядер мозжечка, а ипсилатерально - ретикулярной части черной субстанции. Ряд структур ствола мозга проецируются только на КЯВ: межножечное ядро и центральное ядро средней линии, ипсилатерально - компактное и латеральное части черной субстанции, ядро глазодвигательного нерва, мезенцефали-ческое ядро тройничного тракта, неопределенное ядро, ретрорубральное ядро, голубое пятно, ядро сагулум и ЯЛН, билатерально - верхнее .дву-

холмив, ретикулярное ядро покрышки моста, ядро верхней ножки мозжечка, латеральное ретикулярное ядро продолговатого мозга и каудальное ядро тройничного тракта»

Сравнительный анализ афферентных входов стволовых структур показал, что наиболее выраженные связи с КЯ образуют промежуточное и зубчатое (латеральное) ядра мозжечка, ретикулярная формация среднего мозга, варояиева моста и продолговатого мозга, ретикулярное ядро покрышки моста, регрорубральное ядро, ядро сагулум, ЛВЯД, ядро верхней ножки мозжечка, а также клиновидное и нежное ядра. Менее выраженные проекции на КЯ имеют околоводопроводное серое Еещество, центр;шьное ядро средней линии, неопределенное ядро, голубое пятно, медиальное вестибулярное ядро и верхнее двухолмие. Что же касается ядра задней комиссуры, межножечного ядра, интерстициального ядра Кахаля, ядра глазодвигательного нерва, мезенцефалического и каудального ядер тройничного тракта, ЯЛН, латерального ретикулярного ядра продолговатого мозга, а также шейных сегментов спинного мозга, то в пределах отмеченных структур выявлены единичные ретроградно маркированные нейроны.

Обобщая полученные данные относительно афферентных входов в КЯ следует отметить, что, наряду с подтвержденными входами, нами выявлено значительное количество дополнительных проекций на КЯ кошки из ряда структур мозга, которые, вероятно, играют существенную роль в регуляции мышечного тонуса и соответствующих двигательных реакций передних и задних конечностей животного.

1.3.4. Траектории маркированных пероксидазой хрена волоконных систем красного ядра

Анализ траекторий волоконных систем КЯ показал, что независимо от локализации микропипетки в КЯ большое количество маркированных волокон выявлено вблизи места иньекцик фермента, в составе дорсального и вентрального перекрестов среднего мозга, билатерально - в составе медиальной петли и задней комиссуры, в пределах поля Фореля, а ипсила-терально - в ретикулярной формации среднего мозга и моста, в черной субстанции, в неопределенной зоне, в парафасцикулярном ядре, срединное центре, в гипоталамичоских структурах и медиодорсальных отделах внутренней капсулы. Следует отметить, что при всех вариантах инъекций ПХ в КЯ обнаружены мгркированные волокна, пересекающие среднюю линию на уровне КЯ, ростральнее КЯ в составе задней комиссуры и на уровне поля Форе ля, а кауд'альнее КЯ - на уровне варолиева моста. При инъекции фермента в КЯВ маркированные волокна на ипсилатеральной стороне выявлены также дорсальнее островка Калея, в составе латеральной петли; на кочт-

залатеральной стороне мозга - в составе вентрального спинно-мозкечко» зого тракта, а на уровне заднего гипоталамического ядра и. в составе ¡ерекреста верхней ножки мозжечка обнаружены меченые волокна, пересе-{ающие среднюю линию мозга. Что же касается КЯД, то, кроме отмеченных зыше траекторий маркированных систем, выявлены меченые волокна на контралатеральной стороне мозга в составе верхней ножки мозжечка.

Следует также отметить, что метод Мезулама (Mesulan, 1978) в со-гетании с удачно подобранными особенностями проведения экспериментов [см. выше), видимо, являются необходимым условием для получения более юдробной картины траекторий волоконных систем КЯ и других структур лозга {Бадалян и соавт., I9B8; Костанян и соавт.8 1988), которые состоят из волокон афферентной и эфферентной природы.

Обобщая результаты проведенного исследования следует подчеркнуть, íto локальная мйкроионофоретическая инъекция ПХ в КЯД и КЯВ кошки. выявила афферентные входы в КЯ из ряда норковых, подкорковых, мезенце-Салических, стволовых и спинномозговых структур, которые являются существенным дополнением к известным основным входам в КЯ коры больших юлушарий и центральных ядер мозжечка9 что согласуется с результатами, исследований других авторов, изучивших несколькими метчиками афферентные входы в КЯ крысы и получивших сходные с нашими данные (Bernays, 1988).

Отмеченное удивительное многообразие афферентных входов зон представительств передних и задних конечностей в КЯ кошки, вероятно, играет существенную роль в реализации двигательных реакций соответствующих конечностей животного,а также в регуляции позы и мышечного тонуса.

Глава 4. Пластическая реорганизация мозжечково-рубральных связей у взрослых"кошек

Еще в исследованиях Асратяна (1953, 1959) было установлено, что пластичность является одним из важных свойств центральной нервной системы и в особенности коры больших полушарий, которая.наибольшего развития достигает у высших млекопитающих.

За последние годы представлены данные о том, что в центральной нервной системе имеет место процесс непрерывного обновления - "синап-тического оборота" (Cotman ai.s 1981). Получены сведения и о том, что на частичную деафферентацию той или иной структуры мозга организм реагирует выраженным комплексом пластических сдвигов (cotman et al., 1981$ Hecaea, 19815 Cotman, Nieto-Sampedro» 1982$ stein et alo5 1983), Из сказанного следует, что в настоящее время можно существенно пересмотреть устаревшее представление о неизменности нейронных элементов

центральной нервной системы как высокоспециализированной ткани экто-дермального происхождения.Процесс формирования новых синапсов в ответ на разрушение нервной ткани был обозначен термином "реактивный синап-тогенез" (Cotman, Naáler, 1978), а сам феномен роста аксонов - назвав "спраутингом".

В этом аспекте в условиях мозжечковых разрушений был изучен вопрос реорганизации мозжечково-рубральных (Lim, Leong, 1975; Gramsber-gen, Iákema-Еааззеп, 1982; Murakami et al., 1982), мозжечково-оливар-ных (Smith, Castro, 1979; Kawaguchi, 1980) и мозжечково-мостовых (Leong, 1977, 1978) проекций. Следует отметить, что в литературе нет дан ных относительно Нормирования шеилатеральных эфферентных проекций мозжечка взрослых животных как после гемицеребелэктомии (Kawaguchi et al., 1979),так и гемисферэктомии (Gomez-Pinilla et al., 1986; Villa-blanca, Gomez-Pinilia, 1987). Немногим исследователям и лишь у молоды животных удалось показать формирование ипсилатеральной интерпозито-ру бральной проекции после разрушения контралатерального промежуточного ядра мозжечка . (Tsukahara et al., Е975; Tsukahara, 1981). Недавно опубликована единственная электрофизиологическая работа (Фанарджян, Саркисян, 1987), в которой, в аналогичных условиях эксперимента, были вы явлены ипоилатеральные дагерпозиго-рубральные, а также рубро-интерпо-зитарные проекции у взрослых кошек.

Следует отметить, что КЯ признано уникальной моделью для исследования феномена спраутинга у млекопитаюп^х (Tsukahara, 1982) в связи с имею1цим место четким пространственным разграничением синалтических koi тактов коркового и мозжечковового происхождения на сомадендритной мембране нейронов ;ся (Tsukahara et al., 1967; Фанарджян, Саркисян, 1969; Nakamuva et al., 1978; Саркисян и соавт., 1981; Conde et al., 1986; Waiberg et al., 1936), Электрофизиологически это выражается в регистр; ции пстенциалов с различными функциональными характеристиками, отражающими аксодендритный и аксосоматический тип связи. Что же касается морфологических данных, то установлено, что аксодендритные синапсы коркогого, в то время как аксосоматические синапсы нейронов КЯ мозжечкового происхождения. Отмеченная топическая организация корковых к мозжечковых входов в нейроны КЯ может значительно нарушаться, если npi менить мозжечковую деафферентагрш КЯ (Nakanura et al., 1978). В этом случае уже в очень ранние срони постоперационного выживания животного (через 2 недели) количество аксосоматкческих синапсов коркового происхождения резко возрастает на указанных нейронах. Следует также отметить, что многие аспекты феномена спраутинга могут быть изучены писред ог'вом применения различных маркеров (ферментных, иммунохшических, ра-

диоактивных, флюоресцирующих и др.), однако до сих пор, мало работ в этом аспекте.

Целью настоящей серии экспериментов является исследование указанного вопроса у взрослых кошек с применением инъекций ПХ в КЯ в условиях длительных сроков посголерационного выживания животных. Материал и методика. Эксперименты проведены на 5 взрослых кошках (вес тела 3,0-3,5 кг). У трех животных под нембуталовым наркозом (50 мг/кг, внутрибрюшинно) была удалена левая половина мозжечка (вакуумный аппарат). У двух других - электролитически повреждалось промежуточное ядро справа. Постоперационнкй период выживания первых составлял 4,5-5 месяцев, вторых - 3 месяца. Всем животным в различные отделы крупноклеточной части Кй на контралатеральной по отношению к повреждению стороне, согласно стереотаксическим координатам (ВпахЛег.Шеаег, 1961; Вегшап, 1958), вводилась стеклянная микропипетка, заполненная 10#-ннм раствором высокоактивной ПХ (вх^а 71 ). Другие особенности экспериментов идентичны с методикой, использованной при изучении афферентных входов КЯ у интактных животных (см. Глава 3).

Результаты и обсуждение. В первой серии экспериментов у взрослых животных с предварительно удаленной половиной мозжечка микроионофорез раствора ПХ был проведен локально в латеральный и центральный отделы крупноклеточной части КЯ кошки. Выраженный ретроградный аксонный транспорт фермента наблюдался в нейронах всех центральных ядер мозжечка на ипсилатеральной стороне по отношению к месту микроионофоретической ' инъекции (Фермента в КЯ. Небольшое число меченых нейронов распределено было диффузно в отмеченных ядрах мозжечка с преимущественно кауцельной их локализацией. Маркированные нейроны мультиполярной формы, различного диаметра сомы акт:умулировали фермент не только в телах клеток, но и в дендритах, включая шипики последних. У части нейронов гранулы продуктов гистохимической реакции на ПХ выявлялись и в аксонном холмике.

Во второй серии экспериментов микроионофорез раствора ПХ был проведен в крупноклеточную часть КЯ через 3 месяца после предварительного электролитического разрушения контралатерального промежуточного ядра мозжечка. Изучение места разрушения указывает на то, что в одном случае повреждение охватывает промежуточное ядро в целом, в другом -разрушена его центральная часть. Двойные треки микропипеток в.КЯ локализованы в одном случае - в вентромедиальном и дорсолатеральном отделах крупноклеточной части КЯ, в другом-в ого медиальном и латеральном отделах.

Ретроградно маркированные нейрона -'источники коллатерального ак-

сонного спраутинга обнаружены в небольшом количестве во всех центральных ядрах мозжечка, ипсилатеральных по отношению к исследуемому КЯ.Меченые нейроны разнообразны по форме и отличаются степенью интенсивное ти окраски гранул, являющихся продуктами гистохимической реакции на ГО

Анализ .топографии распределения маркированных нейронов показал, что на контралатеральное повреждение промежуточного ядра мозжечка через 3 месяца постоперационного периода выживания животных аккумуляция фермента наблюдается преимущественно в нейронах, расположенных в кау-довентральных отделах центральных ядер мозжечка, ипсилатеральных по отношению к месту ингьекции ИХ в КЯ.

Таким образом, результаты морфологического исследования впервые на взрослых кошках в условиях длительных сроков постоперационного выживания животных выявили наличие мозжечково-рубрального коллагерально-'го спраутинга на большом протяжении, который ранее был показан лишь ш новорожденных животных (Tsukahara et al., 1975Tsukahara, 1981). Результаты настоящего исследования являются морфологическим подгвервде-ниеы электрофизиологических данных, полученных другими авторами (5 а-нарджян, Саркисян, 1987). Наиболее вероятным механизмом указанного явления может быть коллатеральный спраутинг мозжечково-рубральных волокон. Однако, не исключено, что его основу составляют рост и пролиферация аксонов предсуществующих, нейронов, как это показано у новорожденных животных (Murakami, 1989; Murakami et al., 1991). Следует также отметить, что наличие ретроградно маркированных нейронов во всех ипсилатеральных по отношению is месту инъекции ПХ в КЯ центральных ядрах мозжечка но зависит от размеров повреждений, нанесенных на контралате-ральные ядерные образования того же отдела центральной нервной системы. Подобное сходство протекания пластических сдвигов в мозжечково-рубральных проекциях - удивительный процесс пластической реорганизацш нервной ткани, требующий пристального внимания исследователей различных специальностей с целью выяснения сложных механизмов, лежащих в основе отмеченного.феномена,

РАЗДЕЛ II. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАТЕРАЛЬНОГО ВЕСТИБУЛЯРНОГО ЯДРА КОШКИ

Глава I. Морфологическая организация и компьютерная реконструк' ция объемного изображения латерального вестибулярного ядра,

Большинство авторов выделяют в вестибулярном комплексе четыре главных ядра: верхнее (ангулярное или ядро Бехтерева), ЛЕЯ Дзйтерса, медиальное (дорсальное, главное, триангулярное ядро или ядро Швальбэ)

и нижнее (нисходящее) вестибулярные едра. Внутри каждого из отмеченных четырех главных вестибулярных ядер имеются области, в которые не входят вестибулярще волокна, однако чисто по практическим соображениям "вестибулярные" и "невестибулярные" части различных ядер не рассматриваются отдельно, так как они обнаруживают общие черты как в отношении связей, так и цитоархитектоники (Brodal et al.,I962).

Являясь одним из важных ядерных образований ствола мозга, участвующим в. регуляции мозжечкового контроля над двигательными реакциями передних и задних конечностей у млекопитающих (Brodal,Pompeiano,1957; Nyberg-Hansen, 1964; Nyberg-Hansen, Mascitti, 1964; Вродал, 1971; Фа-нарджян и соавт., 1972; Wilson, Melvill, 1973; Hirai,I988; Shinoda et al., 1988), ЛВЯ впервые было выделено Монаковым (Von Monakow, 1883) как морфологически и функционально обособленная клеточная популяция на основании того, что после разрушения ростральных уровней спинного мозга исследователь наблюдал выраженный хроматолиз гигантских клеток, локализация которых имела четкие границу в пределах вестибулярного комплекса ядерных образований ствола мозга. Экспериментальные и цито-архитектоническио исследования мозга ряда животных (Deiters, I895;sa-bin, 1897; Cajal, I909-I9II; Menssen, Olszewski, 1949; Olszewski, Baxter, 1954; Sadjadpour, Brodal, 1968), в TOM числе кошек (Brodal, Pom-peiano, 1957; Pompeiano, Brodal, 1957; Brodal et al., 1962; Uyberg-Hansen, 1964; Kugnaini et al., 1967; Hauglie-Hanssen, 1968; Вродал, 1971) показали, что для нейронной организации ядра Дейтерса характерным является наличие гигантских клеток, величина которых обнаруживает заметные колебания (диаметр сомы 60-70 мкм), с хорошо выраженными гранулами вещества Ниссля. Шло также показано, что наибольшее количество нейронов крупных размеров обнаруживается в ЛВДЦ, тогда как единичные элементы средних величин встречаются на протяжении всего ядра, а нейроны малых размеров (диаметр сомы 15-20 мкм) наибольшее, скопление образуют в ЛЕЯВ, Для всех типов нейронов характерна мультиполярная форма тела и выраженная арборизация дендритов. Длина дендритов крупных размеров клеток достигает 450 мкм, отдельные ветви которых могут доходить и до 750 мкм. Дендриты всех размеров клеток обильно снабжены пи-пиками , разнообразными по форме и величине, которые не обнаруживают каких-либо скоплений в той или иной части, дендритного дерева (Mugnai-ni et al,, 1967). Наряду с другими вестибулярными ядрами, была исследована и нейронная организация ЛВЯ кошки (Hauglia-Haassen, 1968). Материал и методика,, Изучение сериальных фронтальных планов срезов мозга кошки показало9 что в рострокаудальном направлении ЛВЯе располагаясь на разных уровнях ствола мозга, имеет сложные очертания (Brodal3

Poiapeiano, 1957; Brodai et al., 1962; Бродал, 1971), которые при попытке умозрительного их представления приводят к значительным затруднениям. Для получения объемного изображения ядра Дейтерса была применена, описанная выше, компьютерная методика. При уточнении топографии ЛВЯ в срезах были использованы цитоархитектонические атласы мозга КОШКИ ( Jteinoso-Suarez, 1961; Snaider, Niemer, 1961; Herman, 1968).

Как и при реконструкции объемного изображения КЯ кошки, в компьютер вводились абсолютные данные сериальных контуров фронтальных планов ЛВЯ. Из 25 срезов, содержащих ядро Дейтерса, были выбраны 13. При машинной обработке данных в переходной зоне между ЛВЯВ и ЛВЯД была получена значительная концентрация линий, которая перегружала рисунок и это затрудняло его зрительное восприятие. Для исключения отмеченного недостатка из переходной зоны ядра были изъяты 2 среза, чем была достигнута равномерность линий на всем протяжении полученной его сетчатой структуры.

Результаты и обсуждение. Реконструированное посредством компьютерного анализа объемное изображение показало, что в ядре Дейтерса кошки можно четко различить ЛВЯВ и ЛВЯД его отделы, которые имеют овоидную форму и располагаются один относительно другого в сагиттальной плоскости со смещением в 1,0-1,2 мм. В рострокаудальном направлении протяженность ядра не превышает 2,5 мм, в дорсовентральном - 3,0-3,2 мм. Следует также отметить, что размеры ЛВЯВ и ЛВЯД в дорсовентральном направлении составляют соответственно 2,1-2,2 ш. При изучении проекцич ядра на горизонтальную плоскость получена дополнительная информация, которая заключается в том, что в рострокаудальном направлении медиальный и латеральные стороны ЛВЯВ располагаются параллельно сагиттальной плоскости мозга, а его ЛВЯД б том же направлении располагается лате-ральнее в пределах 400-500 мим.

Впервые полученное изображение ядра Дейтерса кошки представляет из себя, как и изображение КЯ, объемную сетчатую структуру. Анализ реальной его формы показал также, что ЛВЯВ и ЛВЯД значительно различаются как размерами, так и пространственным их расположением.

Глава 2. Афферентные входы латерального вестибулярного ядра

Согласно данным морфологических (Qarpeater et- al.,.. Т958; Walberg et al., 1958; Ермолаева, 1965; Brodai et al., 1962; Angaut, Brodai, ТЭ67; Кулешова, 1971; Pompeiano et al., 1978; Ito et al., 1982;. Carpenter, 1988) и физиологических (Marlcham et al., 1966; Gildenberg, Hassler, 1971; Wilson, Melvill, 1979; Troiani, Petroaini, 1981; Sa.?. isien, Fcnardjian, 1985) исследований, ЛВЯ имеет афферентные входы

з различных отделов центральной нервной системы. Отмеченные связи эучены с использованием импрегнационных методов (Walberg et al.,1958; îrodal et al., 1962; Ермолаева, 1965; Angautr, Brodai, 1967; Кулешова, 971; Pompeiano et al., 1973; Kerte, 1979) к метода ретроградного мар-:ирования ПХ нейронов, аксоны которых проецируются в ядро Дейтерса 'Pompeiano et al., 1978; Corvaja, Pompeiano, 1979; Ito et al., 1982). 'езультаты экспериментов разллчнкх исследователей содержат ряд проти-юречий.

Настоящая серия экспериментов посвящена изучению нисходящих и вос-содян^их афферентных входов ЛЕЯ с применением локальных микроионофоре-гических инъекций ПХ в ЛВЯВ и ЛВЯД, а также описанию траекторий мар-.эдропанных его волоконных систем.

Материал и методика. Эксперименты проводились на 6 взрослых кошках (вес тела 3,0-3,5 яг), которые анестезировались посредством знутрибри-шнной инъекции нембутала (50 мг/кг). Для изучения афферентных входов ЛБЯВ и ЛВЯД было использовано равное количество животных. Стеклянные аикропипетки погружались в мозг под углом 20° по соответствую:^ сте-реотоксическим координатам (Reinoso-Suarez, IS6I; Berman, 1968).Другие особенности экспериментов сходны с опытами, посвященными афферентным входам крупноклеточной части КЯ (см. Раздел I, Глава 3). Результаты и обсуждение. При локальном введении ПХ в ЛВЯВ и ЛВЯД вблизи места расположения микропипетки р ядре Дейтерса и на значительном расстоянии от него выявляются выраженные пучки маркированных волоконных систем, имеющих различное направление и ориентированнее на многие структуры ствола мозга.

II.2.1. Афферентные входы в ядро Дейтерса из корке>зых структур

Использование импрегнационных методов исследования позволило исследователям обнаружить билатеральные нисходящие проеггии первой (Ермолаева, 1965; Кулешова, 1971) и второй (Ермолаева, 1965) соматоеен-сорной зон коры больших полушрий на ЛЕЯ. Часть авторов полностью отрицает существование подобных связей в центральной нервной системе (Pompeiano, Valberg, 1957; Майский, 1983).

Анализ сериальных фронтальных планов срезов мозга показал, что на все стдчлы ЛВЯ проецируются билатерально крестовидная, пресидьвге-¿а и коронарная борозды. Только на ЛВЯВ дополнительно проецируются латеральная и супрасильвиера борозды, тогда как ЛВЯД получает афферентные волокна и из передний эктосильвиевой борозда. В корковьс; структурах меченые нейроны распределены доффузно и они в неболыгсг/ количества. Представляет значительный интерес и тот факт, что стме*-

ченные клетки в основном располагаются в.глубине соответствующих борозд.

11.2.2. Проекции подкорковых структур на латеральное вестибулярное ядро •

Вне поля зрения многих исследователей, Изучающих нисходящие афферентные входы в ЛВЯ, остались подкорковые структуры мозга. Посредством локальных микроионофоретических инъекций ПХ в. ЛВЯВ и ЛВЭД и изучения последующего ретроградного аксонного транспорта фермента, нам удалось показать, что ео всех отмеченных случаях локализации микропипеток в ядре Дейтерса единичные билатерально маркированные нейроны обнаружены в пределах поля Фореля. Исключение составляет лишь ЛВЯД, которое имеет афферентные входы также билатеральные из вентромедиаль-ного и заднего гипоталамических ядер. Как и в случае поля Фореля, в последних выяллены единичные маркированные нейроны.

11.2.3. Проекции структур ствола и спинного мозга на ядро Дейтерса

В ряде морфологических (.Brodai et al., 1962; Brodai, Angaut,IS67; Ladpli, Brodai, 1968;. Brodai, 1974; pompe.iano et al., 1978; Ito et al», 1982; Carpenter, 1988) и физиологических (Spyer et al., 1974; Petersen, Abzug, 1975; Peterson et al., 1975) работ показано, ЧТО На ЛВЯ кошки билатерально проецируются ретикулярная формация продолговатого мозга и спинной мозг. Имеются также сведения об афферентных входах в ядро Дейтерса из ретикулярной формации варолиева. моста (Pompei-ano et al., 1978), ретикулярного дцра покрышки моста (Фанарджян, Саркисян, 1984), латерального ретикулярного ядра продолговатого мозга (ипсилатеральные) и нижней оливы (контралатеральные) (Ito et al., 1982).

Противоречивы литературные данные относительно проекций центральных ядер мозжечка на ядро Дейтерса. Часть исследователей выявили билатеральные афферентные входы в ЛВЯ из фастигиального дцра мозжечка (Carpenter et al., 1958; Brodai et al., 1962; Walberg et ai., 1962), другие - из промежуточного и зубчатого (латерального) ядер (cohen et al., 1958). Наряду с этим, имеются сведения, что два последних центральных ядра моьжечка не посылают афферентных волокон в ядро Дейтерса (Brodai et al», 1962). С помощью микроионофоретических инъекций ПХ в срединные отделы ядра Дбйтерса кошки, были получены сведения о билатеральных проекциях фастигиального, частично зубчатого (латерального) и. ипсилатеральннх ~ промежуточного адер мозжечка (Ito et al», 7.982)о Результаты наших экспериментов свидетельствуют в пользу того9 что на ЛЕЯ

билатерально проецируется только фастигиальное ядро. Что же касается других центральных ядер мозжечка, то ни в одном случае мы не наблюдали в их пределах нейронов, ретроградно аккумулировавших фермент.

Ряд исследователей показали., что на ЛВД ипсялатерально проецируются червь (Walberg, Jansen, 1961; Angaut, Brodal, 1967; Kugnaini,Walberg, 1967; Kugnaini et al., 1967; Corvaja, Pompeiano, 1979;. itо et al., 1982) и флоккулус (Angaut, Brodal., 1967; Ito et al., 1982; Sato et al., 1982). Данные настоящего исследования показали, что на все отделы ядра Дейтерса проецируются ипсилатерально червь, флоккулус и ножка На петлевидной дольки коры мозжечка. Следует подчеркнуть, что отмеченное представительство коры мозжечка в ЛВЯ, видимо, имоет'важное функциональное значение, если рассматривать этот' вопрос с точки зрения специфики информации, поступающей в здро Дейтерса из первичных вестибулярных источников.

Существует точка .зрения, что лрепозитарное ядро подъязычного нерва не проецируется на ЛВЯ (Pompeiano et al., 1978). Нет морфологических данных об афферентных входах в ядро Дейтерса из ядра глазодвигательного нерва (Carpenter, Coi-wie, 1985), слуховых ядер (Vfarr, 1972), интерстициального ядра Кахаля (Pompeiano, Walberg, 1957; Mabuchi, Ku-sama, 1970) и ядра Эдингера-Вестфаля■ (Loewy, Saper, 1978). Электрофи-зиологически проведен анализ проекций на ЛВЯ только контралатерально-го интерстициального ядра Кахаля, ядра Даркшевича, ретикулярного ядра покрышки моста, нижней оливы и ипсилатерального ретикулярного ядра продолговатого мозга, ЯЛН, ядра подъязычного нерва и каудального ядра тройничного тракта (Fanardjian, Sarkisian, 1988).

Результаты наших экспериментов.показали, что билатеральными источниками афферентных входов во все отделы ядра Дейтерса конки являются интерстициальное ядро Кахаля, крупноклеточная часть КЯ, ядро глазодвигательного нерва, верхнее,'медиальное и нижнее (нисходящее) вестибулярные ядра, группа "Y" вестибулярного комплекса, ретикулярная формация продолговатого мозга, ЯЛН, нижняя олива, каудальное ядро тройничного тракта, ядро подъязычного нерва, препозитарное ядро подъязычного нерва, латеральное ретикулярное ядро продолговатого мозга, промежуточная ьона и вентральные рога шейных сегментов спинного мозга. Выявлено также, что на ЛВЯВ проецируются' дополнительно ядро Эдингера-Вестфаля, ипсилатерально - медиальная часть вентрального слухового ядра. Только на ЛВЯД обнаружены билатеральные проекции из рет/кулярной формации варолиева моста, среднего мозга и ретикулярного ядра покрышки моста, а га силатеральные - из мезенпефалического ядра тройничного тракта и частично дорсального слухового ядра.

Обобщай данные, полученные относительно проекций различных струк тур ствола мозга на ядро Дейтерса, следует отметить, что наиболее выраженные афферентные входы в ЛВЯ кошки имеют червь, флоккулус, фасти-гиальное ядро мозжечка, верхнее, медиальное и нижнее (нисходящее) вестибулярные ядра, группа "т" вестибулярного комплекса и ретикулярная формация продолговатого мозга. Менее выражены проекции на ядро Дейтер-са ядра глазодвигательного нерва, препозитарного ядра подъязычного нерва, латерального ретикулярного ядра продолговатого мозга и медиальной части вентрального слухового ядра. Что же касается интерстициаль-ного ядра Кахаля, КЯ, ыезенцефалического и каудального ядер тройничного тракта, ЯПН, нижней оливы, ядра подъязычного нерва, ядра Эдингера-Вестфаля, ретикулярной формации среднего мозга и моста,"ретикулярного ядра покрышки моста, дорсального слухового ядра и шейных сегментов спинного мозга то выявлено, что-лишь единичные нейроны указанных образований имеют афферентные входы в ЛВЯ кошки.

II.2.4. Траектории маркированных волоконных систем ядра Дейтерса

В литературе мало сведений относительно траекторий волоконных систем ЛВЯ. Недавно опубликована работа, в которой посредством инъекций ПХ и (3Н)-аминокислоте в ядро Дейтерса кошки и обезьяны выявлены анте-рограднэ маркированные волокна в пределах медиального продольного канатика, а сходная' аккумуляция фермента или изотопа была обнаружена в вестибулярном нерве при введении отмеченных маркеров в вестибулярный ганглий или в различные отделы вестибулярного аппарата (сагрепъег, 1988).

Анализ траекторий маркированных волоконных систем ядра Дейтерса кошки показал, что Начиная от места инъекции ПХ в ЛВЯ и на значительном расстоянии от него выявлены выраженные пучки меченых волокон, имеющих различную ориентации. Маркированные .волокна обнаруживаются в составе медиального продольного канатика, дорсального вестибуло-спиналь-ного тракта, дугообразного канатика и вестибулярного нерва. Часть маркированных волоконных пучков ориентированы на червь и ножку На пегле-вкдной дольки коры мозжечка, фастигиальное ядро и слуховые ядра. Следует добавить, что отмеченные волоконные пучки, направленные на ножку На петлевидной дольки коры мозжечка, на уровне центральных ядер мозжечка располагаются в промежуточной зоне между зубчатым (латеральным) и промежуточным ядрами и не затрагивают их пределы. Сходная картина и в отношении маргарованных волоконных пучков, исправленных к черви» В •этом случае меченые волокна располагаются мзвду фаетигиальным и проме-дуючшь ядрами. Что же касается тангенциально направленных ыолокон,

то их наличие отмечено на уровне ретикулярной формации продолговатого мозга и фастигиального ядра мозжечка, где они пересекают среднюю линию и переходят на противоположную сторону мозга.

Многообразие траекторий меченых волоконных систем ядра Дейтерса, полученных в настоящей работе, видимо, является следствием как антеро-градного, так и выраженного ретроградного аксонного транспорта фермента, а это дает возможность получить более полноценное лредстзлениа об афферентных и эфферентных волоконных системах ЛВЯ в целом.

Таким образом, посредством локальных микроионофоретических инъекций ГК в ЛВЯВ и ЛВЯД - соответствующие зоны представительств передних и задних конечностей животного в ядре Дейтерса, подтверждены проекции на ЛВП ряда образований центральной нервной системы, описанные другими исследователями. Получены новые данные относительно траекторий волоконных систем ядра Дейтерса и мозаики распределения афферентных входов в пределах отмеченных отделов ЛВЯ из многих корковых, подкорковых и стволовых структур, а также спинного мозга. Видимо, в процессе реализации мозжечкового контроля над двигательньми реакциями передних и задних конечностей животного через ядро Дейтерса важную роль играет также информация из описанных выше образований, что является существенным дополнением к сравнительно простой организации мозжечково-вес-тибулярного комплекса.

РАЗДЕЛ III. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЯДРА ЛИЦЕВОГО НЕРВА КОШКИ

Глава I. Компьютерная реконструкция объемного изображения и нейронная организация ядра лицевого нерва

III.I.I. Анатомическое строение и реальная «Jopwa ядра лицевого нерва

В литературных источниках мало данных об анатомическом строении ЯЛН кошки. Имеется лишь сведение о том, что его рострокаудальные размер составляют 2,2 мм (Busk5.rk von, 1945; Блинков, Глезер, 1964: Ли-манский, 1976). В пределах 2-х мм находятся медиолатеральный и дорсо-вентральный размеры ЯЛН, в чем легко убедиться, если обратиться к стэ-реотаксическим атласам мозга кошки (Reinoso-Suarez, 1961;Snider, flie-mer, 1961; Berman, 1963).

Располагаясь в вентролатеральном отделе продолговатого мозга, ЯЛН кошки во' фронтальной плоскости имеет округлые очертания. Вентральный его отдел прилежит к свободному краю продолговатого мозга. £ рострокаудальном направлении ЯЛН располагается в промежуточной зоне между верхней и нишей оливарными ядрами (Ливанский, 1976), а ыедиалъшй и дорсальный его отделы граничат с ретикулярной формацией продолговато-

го мозга.

Материал и методика. Анатомическое описание того илу» пного образования центральной нервной системы дает лишь предполагаемое представление о его форме. Что же касается разработанной нами компьютерной методики реконструкции объемного изображения различных структур мозга (см. Раздел I, Глава I), то она применима и для воспроизведения реальной формы ЯЛН кошки.

Исследование объемного изображения ЯЛН проведено на тех же животных, из фронтальных планов сериальных срезов мозга которых была получена информация для компьютерной реконструкции объемного изображения КЯ и ядра Дейтерса. Из 22 срезов, содержащих ЯЛН, были выбраны II, абсолютные данные координат контуров которых вводились в компьютер. Результаты и обсуждение,, В результате отмеченного анализа было получено в виде сетчатой структуры реальное изображение ЯЛН кошки, которое имеет овоидную ферму и располагается параллельно сагиттальной плоскости мозга. В рострокаудальном направлении протяженность ядра не превышает 2,2 мм, ыедиолатеральный и дорсовентральный его размеры находятся в пределах 2 ммо Все отмеченные показатели полностью совпадают со сходными данными других исследователей (см. выше). Следует также отметить, что, шея компактную форму, ЯЛН является высокоспециализированным ядерным образованием ствола мозга, включающим двигательные реакции лицевой мускулатуры, характеризующиеся выраженной мозаичностью и динамичностью.

III.1.2. Нейронная организация ядра лицевого нерва ■

Двигательное ЯЛН являлось объектом изучения для многих исследователей о Морфологические работы в основном посвящены цитоархитектонике этого важного образования ствола мозга у различных представителей млекопитающих (Cajal, I909-I9II; Papes, 1927.; Marburg, Mettler, 1943; Buskirk wan, 1945; Weiss, 1945; Falls, King, 1976; Yagita, 1976), в том числе кошек (Papez, 1927; Buskirk van, 1945; Taber, I9GI; Courvil-le, 1966). йшо показано, что в пределах ЯЛН кошки выявляются нейроны крупных, средних и малых размеров (Papez, 1927), а общее их количество у разных кивотных имеет значительную вариабельность (Buskirk van, 1945). Отмеченный количественный анализ также показал, что в пределах мозга одного и того же животного количество клеток правого ЯЛН всегда превалирует над теми же.показателями ядра левой стороны»

При исследовании ЯЛН кошки одни исследователи (Papez, 1927; Buskirk van, 1945) выявили. 6, а другие - 4 (courville, 1966) клеточные группы, из аксонов нейронов которых комплектуются соответствующие вет-

ви: лицевого нерва кошки (Угаа-Тапзеп, 1942; СоиетгШе, 1966). Следует также отметить, что анализ только цитоархитектонического материала существенно ограничивает возможность изучения структуры как нейронов с их дериватами, так и клеточных ансамблей с учетом пространственного распределения в пределах ЯЛН дендритных ветвлений нейронов. Поэтому мы задались целью изучить структурную организацию различных нейронов, входящих в состав ЯЛН кошки, специфику строения его отдельных клеточных групп и некоторые вопросы характера пространственного распределения последних в ядре. Для решения отмеченных задач наиболее приемлемой, как и в случае КЯ, морфологической методикой является метод серебряной импрегнации по Гольджи, который дает возможность выявить полноценные силуэты нейронов со всеми их дериватами. Материал и методика. Исследование проведено' на 70 кошках от недельного возраста до одного года. Для импрегнации нейронов применен метод Гольджи-Копша. Зарисовки клеток проводились рисовальными аппаратами РА-4 и РА-5 при увеличении в 400 раз. Исследованию подвергались силуэтные зарисовки как отдельных нейронов, так и клеточных группировок с удачно импрегнированных препаратов. Проведен также анализ нейронных групп на сериальных фронтальных срезах мозга с той целью, чтобы стало возможным изучение клеточных группировок в рострокаудальном направлении.

Результата и обсуждение. Анализ полученного материала показал, -гго в ЯЛН кошки обнаруживаются нейроны крупных, средних и малых раогеров, . что полностью согласуется с вдтоархитектоническими наблюдениями других исследователей (см. выше).

Нейроны крупных размеров с диаметром сомы от 35 до 65 мкм имеют мультиполярную Форму тела, дендриты которых большого диаметра. Дихотомически разветвляясь, они обрадуют вторичные и третичные ветвления и снабжены редкими шипиками, разбросанными по всему ходу дендритов. Длина дендритов находится в пределах от 400 до 600 мкм. У некоторых нейронов крупных размеров обнаруживается одностороннее развитие дендритных ветвлений. Аксоны клеток большого диаметра и они прослеживаются на значительном расстоянии от тела нейрона, но ни в одном случае не . было выявлено их арборизаций в пределах ядра.

Нейроны средних размеров, которые наиболее часто встрзчавтся в ЯЛН кошки, обычно мультиполярной, треугольной, груьгвидной и удлиненной форш. Размеры тел клеток находятся в пределах от 20 до 35 мкм. Длина дендритов основной массы нейронов не превышает 4ОС' мкм. Встречаются отдельные отростки дендритов, длина которых доходит до 800 мкм. Дендриты клеток средних размеров большого диаметра, дихотомически де-

лятся до четвертичных ветвлений и, как подобные дериваты нейронов крупных размеров, снабжены редкими шпиками, разбросадкыми по всему ходу дендритов. Дендриты.некоторых клеток полностью лишены шипиков. У основной массы нейронов средних размеров наиболее выражена односторонняя направленность дендритов. Аксоны клеток прослежены на достаточно большом расстоянии от сомы нейронов, однако ни в одном случае в пределах ЯЛН не было выявлено их коллагералей.

Нейроны малых размеров ЯЛН кошки с диаметром сомы от 14 до 20 мкм имеют веретенообразную, треугольную и мультиполярную формы, Дендриты у веретен сконцентрированы на полюсах тела клетки и образуют одно, реже два симметричных разветвления. Нейроны с мультиполярной формой тела шегат 4-5 основных дендрита, которые отходят от разных частей тела клетки. Иногда подобные нейроны образуют ветвления дендритов кустовид-ного характера. У нейронов малых размеров ЯЛН намечается односторонняя направленность дендритных ветвлений, что более выратено у клеток крупных и особенно средних размеров. Дендриты обычно делятся дихотомически непосредственно у места их отхождения от тела нейрона или на расстоянии до 150 мкм. Длина дендритов не превышает 300 мкм. Обнаружены единичные нейроны малых размеров с достаточно большим количеством шипиков однако чаще клетки снабжены единичными шипиками, разбросанными по всему длиннику дендритов, без скопления в том или ином его отделе. Аксоны нейронов малых размеров нами прослежены на большом расстоянии от тела клетки в пределах ядра, но ни в одном случае не представилось возможным проследить IX арборизацию.

Изучение топографии отдельных силуэтных зарисовок нейронов или клеточных группировок позволило составить сводную.нейронную карту ЯЛН копией. Нейроны отмеченного ялра образуют ряд клеточных группировок: медиальную, дорсомедиальную, вентромедиальную, интермедиальную, дорсальную, латеральную и вентролатеральнугс.* Каждая клеточная группа в основном состоит из нейронов средних размеров. В дорсомедиальной, интермедиальной и дорсальной группах обнаружено небольшое число клеток крупных и малых размеров. Дендритные сплетения внутри нейронных групп хорошо выражены, тогда как дендриты клеток соседних групп редко образуют взаимные перекрытия.

Следует также отметить, что в ЯЛН имеется определенная взаимосвяз между .формой нейронной группы и строением составляющих ее нейронов. Медиолатеральная протяженность дорсомедиальной, интермедиальной и дорсальной групп превалирует над их распространением в дорсовентральном направлении. У остальных клеточных группировок наблюдается обратное соотношение указанных показателей. Анализ строения дендритного дерева,

а также формы нейронов топографически разннх частей ЯЛН кошки показал, что в зависимости от того, в каком направлении больше величина нейронной группы во фронтальной плоскости, в том ке направлении расположены тела нейронов и их дендритные взтвления.

Цитоархитектоническое подразделение клеток ЯЛН неполноценно отражает специфику строения нейронов исследуемого образования мозга, из-за чего нами сделана попытка классифицировать нейроны, принимая во внимание к длину их дендритоп. Согласно этому показателю, в ЯШ кошки выявлены только короткодендриткые нейроны, за исключением клеток средних размеров, отдельные дендриты которых доходят длины до 800 чкм.

Как уже было отмечено, основную массу клеток ЯЛН составляют нейроны средних размерез. Для дендритов всех типов нейронов характерно дихотомическое их взтвление, малая снабженность шипикамн, которые выявлены по всему ходу дендритов, за исключением небольшого числа клеток крупных и средних размеров, лишенных вшпиков, и клеток малых размеров с кустовидным типом ветвлений дендритов, обильно снабженных большим количеством шипиков.

Структурной особенностью строения дендритов нейронов ерздних и крупных размеров ЯЛН является одностороннее их развитие, что особенно выражено у нейронов, расположенных в краевых частях клеточных групп. Видимо, односторонняя направленность денцрчтны:: ветвлений пограничных нейронов способствует более локальной концентрации дендритных пэрекры-тий внутри клеточных групп. Следовательно, в нейронных группа:: имеется скопление не только тел клеток, но и дендритов. Специфика строения нейронных групп, выявленная нами в пределах ЯЛН, топографически локальная проекция афферентных входов на то же ядро, описанная в электрофизиологических (Пилявский и соавт., 1972; Christensen et al., 1972; Yu et al., 1972; Borg, 1Э73; kanaka, 1975; Лиманский, 1976; Фанарджян и соавторы., 1980, 1981; МанЬэляи, *анарцжлн, 1983, 1985, 1986; Farmr™ djï.an, Manvelian, 1987) и морфологических (Steward, King, 1963;Edward г, 1972; Holatege et al., 1974; Holstege, Kuypers, 1977; Henkel, W/warda, 1978; Tanaka et al., 1978; Takeuchi «t al., 1979; Hoh ec al., 1983; Show et al., 1903; Fort et al., 1989) работах y кошег: и других животных (Mehler et al., I960; Browner, 1973; Dom et al., 1973; Herting et al., 1973; Strominger, Miller, 1973; Panneton, Martin,IS'ÎS, 1983; Hinrichsen, Waafcon, 1983; Isokawa-Akesson, KomisaruV, 1987) дают возможность предположить, что в указанном отделе мозга имеется ряд чред-посылок для локального восприятия поступающей в нее информации. Это предположение подкрепляется и наблюдениями, которые нам удалось '.'.делать на препаратах, импрегнированных серебром, в отношении характера

конечных ветвлений афферентных волокон различного происхождения в пределах ЯЛН.

Описанные выше нейронные группировки были выявлены и на сериальных фронтальных срезах мозга кошки на всем протяжении ядра. Mg-jho полагать, что в ЯЛН существуют морфологически изолированные клеточные столбы, располагающиеся по всему длиннику ядра в рострокаудальном направлении. Изучение структуры нейронов указанной области мозга показало, что обособленность нейронных столбов обусловлена следующими конструктивными особенностями структуры их нейронов: они короткодендриг-ше, обладают односторонне направленными дендритами пограничных клето] в сторону собственной группы, тела клеток и дендритные ветвления основной массы нейронов распространяются в направлении наибольшего поперечного сечения клето^-чного столба.

Полученные нами факты по нейронной организации ЯЛН кошки во многом совпадают с данными литературы, касающимися цитоархитектоники этого важного двигательного образования ствола молга (Papez, 1927; Buskirk van, 1945; Courville, 1966). Наряду с этим, нами было показано, что в латеральных отделах ядра удается морфологически выделить три изолированные клеточные группы: дорсальную, латеральную и вентролате-ральную. Последние по своей локализации укладываются в известную схему топической организации проекций ЯЛН кошки (Courville, 1966). Отмеченный автор различными морфологическими методами установил, что на мышцы ушной раковины проецируется дорсомедиальная, на-мышцы глаз, век и лба - интермедиальная и на мнпщ щек, губ и вибрисс - латеральная клеточные группировки» Более детально этот вопрос изучен у опоссума (Dom et al., 1973; Tom, 1982), а также на взрослых (Bliohara et al., 1983) и новорожденных (Klein et al., 1990) крысах. Efcuio показано,что при очень локальных инъекциях ПХ в определенные зоны лица и шеи ретроградно маркированные нейроны в ЯЛН обнаруживают выраженную локальност. не только в пределах нейронной группы, но и в определенной ее узко ог раниченной части.

Глаза 2. Афферентные входы в ядро лицевого нерва из структур ствола и спинного мозга

За последние годы опубликован ряд физиологических (Лиманский и соавт., I97L; Пилявский и соавт.» 1972; Christensen et al., 1972; kanaka,' 1972 -1977 v Borg, 1973; Лиманский» 1976; Wessolossky et al., 1979; ^анарджян и соавт., 1980, 1981; Манвелян, фанарджян, 1983-1985} Fanardjian, Manvelian, 1987) и морфологических (Steward, King,. Х963; Edwards, X972; Holstege et al., 1977; Hclstege,Kuypers 1977; Henkel,

Edwards, 1978; Tanaka et al., 1978; Takeuchi et al., 1979; Hoh et al., 1983; Shaw, Baker, 1983; Takada et al., 1984) работ, посвященных афферентным системам ЯЛН кошки. В подавляющем большинстве этих исследований применялся метод гидравлической инъекции раствора ПХ в различной концентрации с последующей широкой диффузией фермента в пределах ЯЛН, что не давало возможности выявления точной локализации окончания аф'Герентов в рострокаудально расположенных клеточных столбах указанного ядра.

В настоящей серии экспериментов мы задались целью посредством очень локальных микроионофоретических ютьекций раствора ПХ. в ЯЛН кошки изучить топографию окончания афферентов с учетом цитоархитектоники указанного ядра (Papez, 1927; 3uskirk van, 1945; Courville, 1966) и его нейронной организации (см. Раздел III, Глава I). Материал и методика. Опыты были проведены на 30 взрослых кошках (вес тела 3,0-3,5 кг) под нембуталовын наркозом (50 мг/кг, внутрибрюшинно). После вскрытия мозга стеклянная ыинроштетка (диаметр кончика 50-100 мкм), заполненная 10%-ным раствором ПХ (Boehringer, Sigma VI, Serva ), который приготовлялся на трис-буфере (0,1 моль/л, ?Н 7,2) и растворе хлористого калия (0,5 моль/л), вводилась каудорострально под углом 60° в ЯЛН по стереотаксическим координатам (Reinoso-Suarez, 1961; Вегпап, 1968). Другие условия микроионофоретиче<:кой инъекции фермента в ЯЛН не отличались от сходных экспериментов, проведенных на КЯ и ЛЗЯ отмеченного животного. Ди£!мзтр окрашенной зоны при использовании гакропи-петок с диаметром кончика 500 мкм составлял в среднем 500-600 мкм, а с диаметром кончика 100 мкм - 1000-1200 мкм. Диффузия ПХ за пределы указанных зон, как правило, не превышала 50-100 мкм. Михропипетка оставлялась в ткани на 1-1,5 часа. Через 48 часов после повторной нем-бутачовой наркотизации и и:-:тракардиальной перфузии фиксирующим раствором, извлеченный мозг разрезался на блоки толщиной 0,7-0,9 см, и сразу же на противоположной от места инъекции стороне на все кусочки наносились метки. После 48-ми часовой фиксации в той же фиксирующей жидкости при температуре +5° С кусочки помещались в ЗСЙ-ный раствор сахарозы для промывания, а через несколько дней на замораживающем микротоме из них готовились фронтальные срезы толщиной 100 мкм, которые обрабатывались о тот же день по методу Мезулама (Mesulam, 1976; Ko-sulam, Hose-ne, 1979). В дальнейшей срезы докрашивались в I?S-hga: растворе карг.ота и после их обезвоживания и просветления заключались в бальз'.м (Vessei-kin et al., 1980).

Результаты и обсуждение. Микроионофорес раствора ПХ был проведен очень локально в различные части ЯЛН кошки. На месте инъекции концентрация

фермента была максимальной, тогда как его диффузия в соседние участки мозга почти полностью отсутствовала.

Ретроградный аксонный транспорт ПХ был зафиксирован в нейронах ряда стволовых структур, а также в шейных сегментах спинного '.-озга. Во всех исследованных структурах маркированные клетки имели в основном средние размеры (20-30 мкм), незначительное количество клеток было небольшой величины (менее 20 мкм), а единичные нейроны крупных размеров наблюдались только в дорсальных отделах медиального вестибулярного ядра. Большое количество меченых волокон, а также нейронов малых размеров (5-7 мкм) было выявлено в колене лицевого нерва.

Анализ результатов локальных микроионофоретических введений фермента показал, что различные части ЯЛН неодинаково снабжаются афферентными входами. Микроинъекции ИХ были произведены в медиальную, вентромадиальную и дорсомедиальную нейронные группировки. Во всех трех экспериментах в ростральных отделах мозга меченые нейроны выявлялись на уровне околоводопроводного серого вещества. Иная картина наблюдалась в каудальном направлении. При инъекции ПХ в вентромеди-альную нейронную группировку маркированные нейроны обнаруживались до уровня каудального ядра тройничного тракта. Для дорсомедиальной нейронной группировки ЯЛН было характерно расположение маркированных ней ронов на уровне ростральных отделов нижней оливы. Что же касается медиальной нейронной группировки, то здесь меченые клетки не выявлялись ниже уровня ЯЛН.

При инъекши ПХ в латеральную и вентролагеральную нейронные группировки ЯЛН в каудальных отделах мозга меченые нейроны обнаруживались в различных образованиях продолговатого мозга также на уровне рострал: ных отделов нижней оливы. Если зона инъекции фермента охватывала интермедиальную и дорсальную нейронные группировки, то меченые нейроны выявлялись в более каудальных отделах спинного мозга на уровне второп шейного сегмента.

Результаты изучения афферентных проекций различных структур мозга на ЯЛН кошки показал, что нейроны околоводопроводаого серого вещества и медиального вестибулярного ядра проецируются на все нейронные группировки билатерально, тогда как другие образования связаны с опре деленными частями указанного ядра.

На интермеднальную и дорсальную нейронные группировки проецируются большое ядро шва, .билатерально - препозитарное ядро подъязычного нерва, ортльное ядро тройничного тракта, нижнее (нисходящее) вестибулярное ядро, ретикулярная формация продолговатого мозга, первый и вто рой сегменты шейного отдела спинного мозга, ядро глазодвигательного

нерва; ипсилатерально - дорсальное моторное ядро блуждающего нерва и каудальное ядро тройничного тракта, а контралатерально - КЯ, интерка-лятное ядро, медиальное ядро одиночного пучйа и ретикулярная формация среднего мозга.

На латеральную клеточную группировку ипсилатерально проецируются ядро подъязычного нерва, ретикулярная формация продолговатого мозга и нейроны колена лицевого нерва, а контралатерально - КЯ и ретикулярная Формация среднего мозга.

Вентромедиальная клеточная группировка получает афференты от большого и бледного ядер шва; билатерально - от препозитарного ядра подъязычного нерва, дорсального моторного ядра блуждающего нерва и ретикулярной формации продолговатого мозга; ипсилатерально - от КЯ, медиального ядра одиночного пучка, каудальногб ядра тройничного тракта и ядра подъязычного нерва, а контралатерально - от штеркалятного ядра, орального ядра тройничного тракта и нижнего (нисходящего) вестибулярного ядра.

Дорсомедиальная нейронная группировка получает волокна от бледного ядра шва; билатеральные - от препозитарного ядра подъязычного нерва и интеркалятного ядра; ипсилатеральные - от КЯ, ядра глазодвигательного нерва, мезенцефалического ядра тройничного тракта, а контра-латеральные - от медиального ядра одиночного пучка, дорсального моторного ядра блуждающего нерва и нижнего (нисходящего) вестибулярного ядра.

Наконец, медиальная нейронная группировка имеет билатеральные проекции от препозитарного ядра подъязычного нерва; ипсилатеральные -от ядра глазодвигательного нерва, ядра Даркшевича и интерстициального ядра Кахаля, а контралатеральные - КЯ и ядра подъязычного нерва.

Обобщая данные о внутриядерной топографии окончаний афферентов в ЯЛН кошки, следует подчеркнуть, что они относительно диффузно распределялись почти на все ядро от медиального.и нижнего (нисходящего) вестибулярных ядер, околоводопроводного серого вещества, КЯ, ядер глазодвигательного и подъязычного нервов, препозитарного ядра подъязычного нерва, интеркалятного ядра, медиального ядра одиночного пучка и дор-. сального моторного ядра блуждающего нерва. Преимущественная медиальная проекция была обнаружена от бледного ядра шва, ядра Даркшевича и интерстициального ядра Кахаля, а латеральная - от каудального и орального ядер тройничного тракта, большого ядра шва, колена лицевого нерва, первых двух шейных сегментов спинного мозга, ретикулярной формалин среднего и продолговатого мозга.

Микроионофоретичесная инъекция ПХ в ограниченные зоны ЯЛН копии

и изучение -последующего ретроградного аксонного транспорта фермента в нейроны различных структур ствола и спинного мозга позволили составит! топографические карты представительства афферентных входов в /указанное ядро.

Следует также отметить, что наиболее выраженные проекции на ЯЛН кошки выявлены из медиального и нижнего (нисходящего) вестибулярных ядер, ядра глазодвигательного нерва, интерстициальногс ядра Кахаля, ядра Даркшевича и дорсального моторного ядра блуждающего нерва. Менее "зыражены проекции на ЯЛН околоводопроводного серого вещества, препо-зитарного ядра подъязычного нерва, медиального ядра одиночного пучка, бледного ядра шва и нейронов колена лицевого нерва, а в пределах КЯ, мезенцефалического и каудального ядер тройничного тракта, ретикулярной формации среднего мозга, большого ядра шва, ядра подъязычного нерва, интеркалягного ядра, регинулярной формации продолговатого мозга, ядра солитарного тракта и шейных сегментов спинного мозга выявлены лишь единичные нейроны, которые ретроградно аккумулировали маркер.

Полученные данные показали, что ЯЛН получает многочисленные афферентные волокна от функционально неоднородных структур мозга, что, по-видимому, играет существенную роль й реализации соответствующих двигательных реакций мимической мускулатуры» При гидравлической инъекции растворов ПХ В ЯЛН (Takeuchi et al., 1979; Takada et al., 1984) и ауторадиографическом исследовании (Holstege et al,, 1984) у кошек были описаны, а в ходе наших экспериментов подтверждены проекции к ЯЛН от околоводопроводного серого вещества, ядра Даркшевича, интерстициально-го ядра Кахаля и ядра глазодвигательного нерва. Подтверждены также проекции от каудального ядра тройничного тракта, большого ядра шва, ретикулярной формации продолговатого мозга (Takeuchi et al., 1979; Takada et al., 1984), медиального и нижнего (нисходящего) вестибулярных ядер (Shaw, Baker, 1983) и первых двух сегментов шейных отделов спинного мозга (Tanaka et al., 1978; Takada et al., 1984).

Получены новые данные относительно представительства ряда других образований в ЯШ кошки: ядра подъязычного нерва, препозитарного ядра подъязычного нерва, бледного ядра шва, интеркалятного ядра, медиального ядра одиночного пучка, дорсального моторного ядра блуждающего нерва, орального и мезенцефалического ядер тройничного тракта, ретикулярной формации среднего мозга и нейронов колена лицевого нерва. Обнаружение меченных ПХ нейронов в последнем образовании требует дальнейшего тщательного анализа. Кроме того, следует отметить, что у опоссума были огт,саны проекции от медиального ядра одиночного пучка (Panneton, Martin, 1983), а у крысы - от орального ядра тройничного тракта и ре-

тикулярной формации среднего мезга (Hinrichsen, Watson, 1983). Что же касается кошки, то при инъекции неконьюгированного холерного токсина В в ЯЛН в качестве ретроградного маркера и дальнейшее проведение им-муногистохимических реакций на срезах мозга показали, что часть выявленных нами источников афферентных входов ЯЛН недавно обнаружены и другими исследователями, которые описывают отмеченные проекции в аспекте моноамино- , пептид- и холинэргической их природы (Port et al., 1989).

Изученные проекции афферентных волокон в ЯЛН от передних рогов и промежуточной зоны шейных отделов спинного мозга сопоставимы с проекциями дорсального моторного ядра блуждающего нерва и медиального ядра одиночного пучка в ЯЛН, поскольку известно, что указанным спинномозговым ядрам соответствуют отмеченные выше ядра в стволе мозга (Майский, 1983). Являясь специализированными структурами, дорсальное моторное ядро блуждающего нерва и медиальное ядро одиночного пучка в процессе эволюционного развития не только сохранили в целом проекции, сходные с проекциями ядер спинного мозга, но и, как показали результаты настоящего исследования, произошло заметное усложнение ветвлений их афферентных волокон в пределах ЯЛН.

Полученные данные о проекциях различных образований мозга на ЯЛН свидетельствуют об их влиянии на мотонейроны, иннервируюш^е различные мышцы лица и шеи (Dom et al., 1973; Кияе et al., 1978). Поэтому естественно предположить, что на активность мотонейронов ЯЛН в целом, а также на всю мимическую мускулатуру оказывает существенное влияние информация, поступающая от нейронов околоводопроводного серого вещества и билатерально от медиального вестибулярного ядра, тогда как импульса-ция от других образований, вероятно, активирует различные сочетания нейронных группировок, мозаика афферентных проекций которых была отмечена выше. Что же касается латеральной нейронной группировки, то наше подразделение ее на латеральную и вентролатеральную клеточные группировки (см. Раздел III, Глава I) получило дополнительное подтверждение о том, что вентральные и дорсальные ее части, кроме структурной неоднородности входящих в нее нейронных элементов, различаются и в отношении афферентного представительства.

Полученные данные хорошо коррелируют с результатами электрофизиологического исследования состава синаптических входов в ЯЛН. Показано возникновение в мотонейронах ЯЛН кошки моносинаптических ВПСП при раздражении каудального ядра тройничного тракта (Фанарджян и соавт.,1360), ретикулярного мелкоклеточного ядра продолговатого мозга,.ядра Даркшеви-ча и интерстициального ядра Кахаля Шанвелян, Фанарджян, 1983). Установлено, что в ответ на стимуляцию таких образований, как моторная и

сенсорная области коры больших полушарий, прореальная извилина и пирамидный тракт, в мотонейронах ЯЛН возникают полисинвптические ВПСП и ТШЗГ (Лиманский и соавт., 1972; Tanaka, Г972; Wessolossky et al.,1979; Фанарджян, Манвелян, 1984). Исключительно возбуждающими полисинапти-ческими эффектами характеризуется раздражение латерального гипоталамуса (Фанарджян и соавт., 1981), промежуточного и зубчатого (латерального) ядер мозжечка (Фанарджян, Манвелян, 1984). Каудальное ядро тройничного тракта является промежуточной инстанцией в передаче пирамидных влияний к ЯЛН (Tanaka, 1972;. Касабян, Фанарджян, 1981). Другими реле передачи кортикофугальных влияний к ЯЛН могут быть ретикулярное мелкоклеточное ядро продолговатого мозга (Don et al., 1973; Tanaka et al., 1978) и КЯ (Пилявский и соавт., 1972; yu et al., 1972). Передача гипо-таламических и мозжечковых влияний на мотонейроны ЯЛН может осуществляться через образования вентрального отдела покрышки среднего мозга: ядро Даркшевича и интерстициальное ядро Кахаля (chi, Flynn, I97I;Bans, les et al., 1972; Chan-Palay, 1977); кроме того, ядра мозжечка могут реализовать свою связь с ЯЛН через КЯ (Фанарджян, Манвелян, 1984).

Таким образом, на основании результатов проведенного нами исследования можно заключить, что одной из особенностей организации афферентного входа в ЯЛН кошки является его удивительное многообразие и высокая степень конвергенции сигналов (Фанарджян и соавт., 1981}« Последнее свойство во многом должно обусловливаться обширной премоторной системой, расположенной в стволе мозга в непосредственной близости от ЯШ (Лиманский, 1976; Фалардаян и соавт., 1981; Манвелян, Фанарджян, 1983). Такая нейронная организация определяет большую чувствительность ЯЛН к афферентным влияниям, разнообразие синаптических механизмов последних (фанарджян и соавт.-, 1980) и в конечном счете широкое участие ЯЛН в различных рефлекторнных реакциях организма, что придает двигательным реакциям лицевой мускулатуры высокую динамичность и мозаичност

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная в настоящей работе методика компьютерной реконструк ции объемного изображения различных ядерных образований мозга впервые выявила сетчатую структуру КЯ, ядра Дейтерса и ЯЛН, отражающая сложные очертания реальной формы соответствующих двигательных ядер ствола мозга кошки. Машинный анализ морфологических данных способствовал также выявлению очертаний отмеченных ядер в сагиттальной и фронтальной плоскостях, которыми удобно пользоваться при расчетах стереотаксических координат заданного участка исследуемого ядра.

Ср мнительный анализ структуры клеток крупноклеточной части КЯ и

ШН по "данным настоящей работы и ядра Дейтерса по результатам других ^следователей (Mugnaini et al., 1967; Hauglie-Hanssen, 1968) показал, [то нейронная организация этих двигательных ядерных образований ствола юзга кошки имеет ряд особенностей. Аксоны всех нейронов перечисленных ¡т'руктур, как правило, покидают пределы соответствующих ядер. Исключе-ше составляют лишь короткоаксонные клетки малых размеров, которые вы-шлены в КЯД и являются важным компонентом нейронных группировок, за-гускающих двигательную активность передних конечностей животного. Во зсех перечисленных ядрах выявлены нейроны крупных, средних и малых зазмеров, однако в КЯ и ЛВЯ только клетки крупных размеров являются гревалиругащим компонентом нейронных популяций, тогда как в ЯЛН наибо-tee часто встречаются элементы средних величин. К сходным признакам строения клеток отмеченных ядер следует отнести также выраженность их (ендритных ветвлений. Во всех ядрах выявлены преимущественно коротко-1,ен,цритные нейроны (длина дендритов не более 400-450 мкм). По отмечен-гому признаку исключение составляют лишь длиннодевдритные нейроны КЯД [длина дендритов до 800 мкм). Что же касается шпиков, то на дендритах гейронов КЯ и ЯЛН они в незначительном количестве, тогда как дендриты гейронов ЛВЯ ими снабжены обильно. Различие имеется и в отношении их распределения. На дендритах клеток КЯ шипики сконцентрированы на дневальных их отделах, а в ЯЛН и ядре Дейтерса они разбросаны по всему соду дендритов и не обнаруживают каких-либо скоплений на всем протяжении дендритного дерева.

Полученные в настоящей работе данные относительно нейронных груп-гировок КЯВ и КЯД показали, что они.различаются как клеточным составом, рак и многими структурными особенностями их строения. С функциональной [•очки зрения представляет .значительный интерес сравнение структурной организации клеточных группировок эквивалентных отделов КЯ и ЛВЯ, так как они являются соответствующими зонами представительств передних н задних конечностей животного в указанных ядрах. Сравнительный анализ токазал, что нейронные группировки КЯ и ядра Дейтерса по своей конструкции резко различаясь по многим морфологическим признакам, в некоторых случаях имеют элементы и сходства, например, наличие большого количества клеточных элементов крупных размеров. В этом аспекте труднее сравнимы данные в отношении строения нейронных группировок ЯЛН с подобными образованиями КЯ и ЛВЯ, так как они еще более выражено различаются как многими, особенностями строения клеточных группировок, так ■л их Функциональным предназначением.

Анализ афферентных входов КЯ и ЛВЯ кошки показал, что, наряду с юдтвержденныыи входами, на указанные здра дополнительно проецируются

многие корковые, подкорковые, стволовые .и спинномозговые образования. Сравнение афферентных систем зон представительств передних и задних конечностей животного выявило существенное различие их входов«Сравнительный анализ также показал, что одновременными источниками"афференз ных входов эквивалентных отделов КЯ и ЛВЯ могут являться многие образования центральной нервной системы, в том числе корковые структуры. Показано, что последние более широко представлены в зоне представительства передних конечностей как КЯ, так и ядра Дейтерса. Что же касается афферентных входов ЯШ, то, наряду с подтвержденными входами, выявлены дополнительные проекции только из ряда стволовых структур. Е отношении ЯЛН показано также, что его нейронные группировки различат ся не только клеточным составом и конструктивными особенностями нейронной организации, но и афферентными входами, что существенно подкрепляет наие подразделение ЯШ кошки на 7 клеточных группировок, топическая организация которых впервые представлена в настоящей работе в виде обобщенного рисунка.

В работе Мезулама (Мези1ат, 1978) было показано, что при примене нии тетраметилбензидина (МБ) гранулы гистохимической реакции на ГТХ можно выявить не только б ретроградно меченных нейронах различных структур мозга, но и в волоконных системах изучаемого отдела централь кой нервной системы. Последние в своем составе содержат маркированные волокна как.афферентной, так .и эфферентной природы. В настоящей работе МБ был использован при анализе меченых волоконных систем КЯ и ЛВЯ траектории которых прослежены на значительном расстоянии от места локализации микропипетки'в КЯ или в ядре Дейтерса, что впервые продемон стрировано на соответствующих схематических рисунках. Для получения отмеченных результатов эксперименты проводились в условиях дробной микроионофоретической инъекции ИХ в КЯ и ЛВЯ, а в качестве растворите лей фермента использовался специальный буферный раствор в нашей пропи си, который способствовал почти полной утилизации ПХ из инъекционной зоны. В иных условиях были проведены эксперименты по изучению афферентных входов ЯШ кошки. В этой серии экспериментов пропись буферного раствора существенно не отличалась от растворителей ПХ, используемых в подобных случаях другими исследователями, а для выявления продуктов гистохимической реакции на фермент был применен диаминобензи-дин (ДДВ). Другие особенности экспериментов полностью совпадали с пре дыдущг/и. Анализ полученных данных показал, что в основном ПХ аккумулируется в нейронах различных структур ствола и спинного мозга, тогда как в пределах ЯШ выявляются значительные скопления неиспользованного по :-.._значе;иго фермента. Отмеченная картина инъекционной зоны счи-

гается типичной почти всеми исследователями, работающими в этой области , однако данные настоящей работы по КЯ и ЛЕЯ убедительно опровергает эту точку зрения.

На уникальной модели мозжечково-рубральных взаимоотношений прове-цен также анализ процессов пластической реорганизации проекций мозжечка на КЯ. У взрослых кошек в условиях длительных сроков постопераиион-яого выживания животных после гемицеребелэктомии или одностороннего электролитического разрушения промежуточного ядра мозжечка при локальных микроионофоретических инъекциях ПХ в КЯ во все;', центральных ядрах мозжечка интактной стороны выявлено небольшое количество маркированных нейронов. Результаты отмеченных серий экспериментов показали, что, независимо от степени повреждения мозжечка, в процесс пластических сдвигов вовлекаются одновременно все центральные ядра мозжечка неповрежденной стороны. Выявленный феномен является удивительным по своей природе и в дальнейшем требует пристального внимания исследователей других специальностей.

основные Еывода

1. Разработана программа по компьютерной реконструкции объемного изображения различных ядерных образований мозга, с помощью которого впервые-получена сетчатая структура КЯ, ЛВЯ и ЯЛН кошки, отражающая их реальную форму.

2. Посредством метода Гольджи и Гольджи-Копша изучена структурная организация КЯ кошки, на основе чего составлена сводная нейронная карта его крупноклеточной части, которая показала, что КЯД и КЯВ - соответствующие зоны представительств передних и задних конечностей животного в КЯ содержат качественно различающиеся нейронные группировки.

3. С помощью сериальных зарисовок силуэтов нейронов с хорошо им-прегнированных фронтальных планов срезов мозга показано, что начиная с 800-1000 мкм от каудального края КЯ в КЯД нейронные группировки содержат 1-2 длиннодендритных нейрона (длина дендритов 600-900 мхм)крупных размеров (50-90 мкм), 6-8 малых (10-20 мкм) и частично средних (20-50 мкм) размеров клеток. Описаны структурные особенности отмеченных мелких клеток и морфологически впервые показана их корогкоаксонная природа,

4. Выявлено также, что нейронные группировки КЯВ содержат 5-8 ко-роткодендритных клеток крупных размеров, дендриты (длина до 400 ню) которых образуют густые сплетения в пределах нейронной группировки, Т-2 нейрона средней величины и единичные клетки малых размеров. Аксоны всех отмеченных типов нейронов КЯВ и основной массы клеток КЯД покидают пределы КЯ,

5. Показано, что дендригы клеток крупных размеров КЯ, распределяясь радиарно, дихотомически делятся на третичные и четвертичные ве^ вления и снабжены малым количеством пшпиков, которые имеют преимущес] венно дистальную локализацию.

6. Посредством очень локальных микроионофоретических инъекций ГО в КЯД, КЯВ, ЛВЯВ и ЛВЯД, наряду с подтвержденными входами, выявлено значительное количество дополнительных проекций на КЯ и ядро Дейтерсг из ряда корковых, подкорковых, стволовых и спинномозговых структур, мозаика распределения которых в пределах отмеченных их отделов резко различается.

7. Применение методики дробной инъекции ПХ и специального буферного раствора в нашей прописи, в котором растворялся фермент, способствовали эффективному выявлению ряда особенностей траекторий маркированных волоконных систем эфферентной и афферентной природы топографически различных отделов крупноклеточной части КЯ и ядра Дейтерса на значительном расстоянии от места локального ее введения.

8. У взрослых кошек в условиях длительных сроков постоперационно го выживания животных как после предварительной гемицеребелэкгомии, так и при одностороннем электролитическом разрушении промежуточного ядра мозжечка во всех центральных ядрах мозжечка неповрежденной сторо ны выявлено небольшое количество ретроградно.маркированных нейронов при локальном микроионофоретическом введении ПХ в ипсилатеральное КЯ. Подобное сходство протекания пластических сдвигов в мозжечково-рубрал ных проекциях является удивительным феноменом, который требует дальнейшего многостороннего исследования.

9. Посредством метода Гольдеси-Колша изучены структурные особенно ги нейронов крупных (35-40 мкм), средних (20-35 мкм) и малых (14-20 мкм) размеров клеток ЯЛН кошки, аксоны которых покидают пределы ядра. На основе анализа особенностей дендритных ветвлений и пространственно ориентации тел нейронов в пределах ядра в ЯЛН выявлено 7 морфологичес ки обособленных нейронных группировок! медиальная, вентромедиальная, ингермедиальная, дорсальная, латеральная и вентролатеральная,. которые представлены в настоящей работе в виде сводной нейронной карты, соста ленной для ЯЛН отмеченного животного впервые0

10. Выявлено, что дендриты крупных (длина 400-600 мкм), средних (длина до 400 мкм) и мелких (длина до 300 мкм) клеток ЯЛН дихотомичес ки делятся до четвертичных ветвлений и снабжены редкими шипиками, раз бросанными по всему ходу дендритов, за исключением единичных нейронов малых т'-змеров, на дендритах которых обнаруживаются значительные коли чества шипиков.

" 1Г. Применение очень локальных микроионофоретических инъекций ПХ [ изучение последующего ретроградного аксонного транспорта фермента в ¡азличные структуры ствола и спинного мозга позволили впервые соста-¡ить топографические карты представительств афферентных входов каждой щеточной группировки: ЯШ, выявленной нами при анализе его нейронной >рганизации.

12.- При изучении афферентных входов ЯЛН кошки, наряду с подтверженными входами показано, что на отмеченное ядро дополнительно проеци-эугатся многие стволовые структуры мозга.

Работы, опубликованные по материалам диссертации

1. К характеристике дендритов нейронов красного ядра кошки /Материалы Первого съезда физиологов Армении, Ереван, 1970. - С. 86-87 [соавт. Саркисян Д.С., Фанарджян Б.В.),

2. К характеристике дендритов нейронов красного ядра кошки /Пер-зый съезд Армянского физиологического общества, Ереван: Изд. АН Арм. ЗСР. - 1973. - С. II2-I20 (соавт. Саркисян Д.С., Фанарджяя В.В.).

3. К функционально-структурной характеристике промежуточных нейронов красного ядра /Конвергенция и синапсы, Москва, 1973. - C.I7I-I74 (соавт. Фанарджян В.В., Саркисян Д.С.).

4. Нейронные механизмы эфферентных систем мозжечка /XII съезд физиологического общества им. Я.П.Павлова, Ленинград: Наука. - 1975. -I. - С. 14-15 (соавт. Фанарджян и др.).

5. О нейронной организации красного ядра кошки /I Закавказская конференция морфологов, Тбилиси, 1975. - С. I89-I9I.

6. К морфо-функЦиональному анализу нейронной организации красного ядра /Механизмы деятельности головного мозга, Тбилиси: Мецниереба,-1975. - С. 392-401 (соавт. Фанарджян В.В., Саркисян Д.С.).

7. Нейронная организация крупноклеточной части красного ядра копки //Арх. анат.,- 1975. - 68, Р 3. - С. 71-78.

8. К структурной организации ядра лицевого нерва кошки /Нейронные механизмы интегративной деятельности 'мозжечка, Ереван: Изд. АН Арм. ССР. - 1979.'- С. 51-56. "

9. Афферентные связи ядра лицевого нерва кошки, выявленные с использованием метода ретроградного аксонного транспорта пероксидазы хрена //Нейрофизиология.-1986.-18, И. -С.35-45 (соавт. Фанарджян В.В.).

10. Афферентные связи- дорсальных отделов крупноклеточной части красного адра кошки //Нейрофизиология. - 1987. - 19, IP 6.-С. 810-816.

11. К особенностям топической организации корковых проекций на крупноклеточную часть красного ядра кошки /1У съезд Армянского физиологического общества, Ереван: Изд. АН Арм. ССР. - 1987. - С. 77.

12. Афферентные входы дорсальных отделов крупноклеточной части красного ядра кошки. //ДАН Арм. ССР. - 1987. - 84, W 4. - С. 183-187.

13. Источники афферентных входов ядра лицевого нерва кошки //ДАН Арм. ССР. - 1987. - 84, Р 5. - С.. 220-225.

14. Источники афферентных входов латерального вестибулярного ядт ра кошки /ДАН Арм. ССР. - 1987. - 85, Р 2. - С. 87-91.

15. Источники афферентных входов вентральных отделов крупноклеточной части красного ядра кошки //ДАН Арм. ССР.-1988.-86,KS.-С.85-89,

16. Афферентные связи вентрального отдела крупноклеточной части красного ядра кошки //Нейрофизиология.-1988. -20, Р 5. - С. 680-687.

Т7. К особенностям топической организации подкорковых и стволовых проекций на крупноклеточную часть красного ядра кошки /Мозжечок и структуры ствола мозга, Ереван, 1988. - С. 74.

18. Структурная организация афферентных входов латерального вестибулярного ядра Дейгерса кошки / Мозжечок и структуры ствола мозга, Ереван, 1988. - С. 75.

19. Афферентные связи латерального вестибулярного ядра кошки // Нейрофизиология.-1988.-20, Р4.-С. 494-503 (соавт. Фанарджян В.В.).

20. Механизмы нисходящего контроля деятельности ядра лицевого нерва кошки /Актуальные вопросы нейрофизиологии, Ереван, 1988. - С.. 24-36 (соавт.-Фанардаян В.В., Манвелян Я.Р.).

21. Comparative characteristic of afferent inputs to the dorsal and ventral regions of the magnocellular part of cat'red nucleus //Ne-urosoience.-1990.-34, R 3.-P. 733-743 (COaBT. Fanardjian. V.V.).

22. Компьютерная реконструкция объемного изображения некоторых двигательных ядер ствола мозга-кошки //Биол. журн. Армении. - 1990. -43, Г 10—II. - С. ¿24-836 (соавт. Саркисян С.Г., Фанарджян В.В.).

23. Пластическая реорганизация в ипсилатеральной мозжечково-руб-ральной системе после разрушения контралатерального промежуточного ядра мозжечка //Биол. журн. Армении. - 1990. - 43, }? I0-II. - С.864-870 (соавт. Бадалян С.А., Саркисян Д.С),

24. Нисходящие источники, афферентных входов крупноклеточной части красного ядра кошки. /III Всесоюзная конференция по нейронаукам, Киев, 1990. - С. 149-150.

25. Компьютерная реконструкция ядра лицевого нерва кошки //ДАН Арм. ССР. - 1991. - 91, Р 2. - С. 79-81 (соавт. Саркисян С.Г.).

26. Organization of afferent projections to the ventral and dorsal regions of the cat lateral vestibular nucleus: an HRP study //J. Vestibular Res. - 1992. - 2,N 7. - P. 1-16(C0aBT. Fanardjian V.V.).