Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей

Филатова, Ольга Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей"

, ц Л»

На правах рукописи

ФИЛАТОВА Ольга Евгеньевна

БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ИССЛЕДОВАНИЯХ РЕСПИРАТОРНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Сургут 1998

Работа выполнена в Сургутском государственном университете

Научный консультант - доктор физико-математических наук, профессор ЕСЬКОВ В.М.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: Доктор физико-математических наук, профессор В.В.Смолянинов Доктор биологических наук, профессор А.А.Фролов Доктор медицинских наук, профессор Г.Г.Исаев

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Институт проблем передачи информации РАН, г. Москва

Защита диссертации состоится "_23_и декабря 1993 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.200.22.01 Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН по адресу: 142292, Московская область, г.Пущино, ИТЭБ РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН.

Автореферат разослан " 20 " ноября 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

П.А. Нелипович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследования сложно организованных многосвязных биологических систем, к которым относятся нейронные сети (НС) мозга млекопитающих, требуют новых инструментальных подходов и принципиально новых алгоритмов и программных продуктов, которые бы обеспечивали многоканальный биофизический мониторинг таких биологических объектов. Такие же требования выдвигаются и при исследовании многих других биологических систем, имеющих большое число степеней свободы и зачастую иерархическую многоуровневую структуру. Именно такие системы требуют применения специальных многоканальных микроманипуляторов, автоматических микроинъек-торов физиологически активных веществ, эффективных бесконтактных и многоканальных устройств для специфического или неспецифического раздражения или разрушения отдельных локальных участков мозга, новых методов управления выше указанными генераторными биологическими системами.

Такие устройства и методы реализуют биофизический мониторинг и автоматизацию исследований иерархических биологических динамических систем (ИБДС) и, в частности, иерархических нейронных сетей (ЙНС) мозга. Конечной же целью экспериментальных исследований является построение адекватных математических моделей ИБДС. Сама процедура автоматической идентификации ДОС, например, и автоматического построения адекватных математических моделей - весьма актуальная и до сих пор мало изученная проблема. Последние годы в связи с активной разработкой компартментной теории ИБДС наметились определенные перспективы в деле автоматизации построения математических компартментных моделей ИБДС и ИНС, в частности. В целом автоматизация экспериментальных исследований ИНС и построение адекватных математических моделей на основе таких экспериментальных исследований - актуальная проблема как теоретической, так и экспериментальной биофизики сложных иерархических систем.

Цели и задачи исследования. Целью настоящих исследований яви-

лась разработка новых многоканальных систем съела информации с ИНС, многоканальных систем управления (или разрушения) отдельных кластеров или всей ИНС в целом, получение новой информации об организации и функционировании иерархических респираторных нейронных сетей (ИРНС) и автоматизации процедуры построения и исследования математических кошартментных моделей ИРНС на основе получаемых экспериментальных результатов в режиме реального физического времени.

Конкретными задачами работы были:

1. Разработать новые многоканальные микроманипуляторы для сте-реотаксического подведения раздражающих, отводящих электродов и микропипеток и создать новые устройства для измельчения и смешивания физиологически активных веществ, имеющих, в частности, плохо растворимую в воде фазу.

2. Обосновать экспериментально и разработать биологически адаптированные способы и устройства для введения и идентификации рабочих ферромагнитных частиц (РФТ), используя которые, можно создать устройства и способы для специфического и неспецифического раздражения возбудимых структур организма, в частности, для управления работой генератора центральной инспираторной активности и поддержания жизнедеятельности организма. Апробировать эти способы и устройства в лабораторных исследованиях на ИРНС.

3. Разработать метода регистрации дыхания в условиях естественной и искусственной активности РНС; создать устройства и экспериментально обосновать новые способы управления инспираторными и экспираторными нейронными сетями (ИННС и ЭНС соответственно) и управления частотой дыхания (конкретно, способ моделирования одышки).

4. Изучить эффекты действия микроинъекций и электростимуляций отдельных структур ИРНС с целью управления биоэлектрической активностью нейронных сетей и дыхательных мышц. Получить количественные зависимости динамики развития тормозящих процессов в ИННС и ЭНС и выяснить роль супрабульбарных структур в этих процессах.

5. Экспериментально и теоретически обосновать метода идентификации респираторных нейронных сетей (РНС) с простой и иерархической структурой.Выполнить экспериментальные исследования по идентификации РНС, находящихся в стационарных режимах функционирования, с построением их математических компартментных моделей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработаны новые устройства для стереотаксического многоканального подведения электродов и микропипеток к структурам РНС, новые способы и устройства для измельчения и смешивания физиологически активных веществ, которые плохо растворимы в физрастворе, что обеспечило введение этих г ществ в структуры РНС в кшродозах.

2. С использованием электромагнитных полей разработаны способы и устройства для введения и идентификации имплантируемых рабочих ферромагнитных частиц. Используя эти РФТ, разработан комплекс устройств и способов, обеспечивающих управление респираторными нейронными сетями. В рамках данной технологии разработаны новые устройства для регистрации асимметрии дыхательных движений.

3. Экспериментально обоснованы способы совместной и раздельной регуляции активности кластеров инспираторной и экспираторной нейронных сетей, интенсивности и продолжительности биоэлектрической активности кластеров РНС, способ моделирования одышки путем биофизического управления.

4. Используя разработанные устройства и способы, экспериментально доказан ряд положений о компартментной и кластерной организации респираторных нейронных сетей и изучены регуляторные эффекты влияния ядер продолговатого мозга на активность РНС.

5. В рамках компартментной теории РНС возможно проведение автоматической идентификации кластерной структуры ИРНС, выполнение наблюдений за стохастическим и хаотическим характером поведения РНС вблизи точек покоя. Доказана возможность выбора оптимальных интервалов временного и частотного диапазонов наносимых тестирующих стимулов на входы РНС путем анализа изменения собственных значений

матриц линейного приближения математических моделей РНС. Построены компартментные математические модели РНС вблизи точек покоя с ациклическими матрицами межкомпартментных связей в режиме управляемого биофизического эксперимента.

Научная новизна работы. Разработаны новые устройства для сте-реотаксической установки микроэлектродов и ыикроинъекторов, новые автоматизированные микроинъекторы, устройства и способы для супердиспергирования и смешивания веществ, находящихся в фазовых состояниях (твердые и жидкие тела), которые не растворяются в физиологическом растворе и ранее в микродозах не вводились в структуры РНС. Все это обеспечило микроинъекции трудкорастворимых физиологически активных веществ в локальные структура мозга.

Используя электромагнитные поля специальной конфигурации, разработаны новые устройства и способы для разрушения локальных участков РНС и специфического или неспецифического раздражения входных для РНС структур и самих нейронных сетей. В рамках предлагаемого подхода разработаны новые устройства для управления работой РНС и регистрации асимметрии в перкуссии грудной клетки, которые являются следствием изменений в работе самих нейросетевых систем. Произведена апробация всех устройств и способов на биологическом субстрате.

Разработаны и запатентованы новые способы регуляции и управления активностью РНС и, в частности, раздельной активностью ин-спираторного или экспираторного кластеров. Запатентованы новые многоканальные злектростимулятор и рефлексометр для реализации этих новых способов, обеспечивавдие регулирование работы кластеров РНС в широких частотных диапазонах, последнее обеспечивает управление частотой генератора дыхательной активности в широких пределах.

В ходе экспериментов с микроинъекциями выявлены структуры в продолговатом мозге млекопитающих, которые оказывают значительные влияния на работу генератора инспираторной активности и на работу кластеров РНС в целом. Установлено Б-образное увеличение периода

восстановления исходной инспираторной активности кластера при цик-роинъекциях физиологически активных веществ в структуры нейронных сетей продолговатого мозга. Получены количественные закономерности динамики развития тормозящих процессов в ИННС и ЭНС раздельно.

Разработаны алгоритмы кластерной идентификации иерархических нейронных сетей, алгоритмы выбора оптимальных длительностей тестирующие FHC стимулов и их оптимальных частотных характеристик путем анализа собственных значений матриц линейных приближений для РНС, находящихся вблизи точек покоя. Разработан алгоритм анализа нейронных сетей с иерархической структурой и построения компартмент-ных математических моделей таких систем без обратных связей (в отсутствие нелинейных элементов). Выполнено экспериментальное обоснование компартментной и кластерной структуры РНС, что является основой для дальнейшей разработки компартментной теории ИРНС.

Практическое и теоретическое значение работы. Разработанные и запатентованные устройства и способы стереотаксического подведения микроэлектродов и микрошгьекторов используются при проведении лабораторных исследований в институте физиологии им. A.A. Богомольца АН Украины и институте физиологии человека и животных им.И.П. Павлова РАН (г.С-Петербург). Устройства для измельчения и смешивания с электромагнитными активаторами используются в медицинских институтах г.г. Москвы, Донецка, Луганска, в Ростовском государственном университете, что подтверждается актами внедрения в этих учреждениях. Способы для поддержания дыхания и управления инспираторныш и экспираторными РНС используются в Ростовском, С-Петербургскоы, Сургутском университетах при проведении экспериментальных исследований.

Алгоритмы идентификации математических моделей компартментных систем используются не только в биофизических исследованиях, но и при исследовании датчиков и информационно-измерительных систем в целом для построения адекватных математических моделей таких систем. Разработанные алгоритмы идентификации иерархических нейронных

сетей на базе разностных и дифференциальных уравнений нашли применение в практике нейрофизиологических и биофизических лабораторий НИИ и ВУЗов г.г.Киева, Самары, Ростова-на-Дону. Изданы два практических руководства (монографии) по использованию разработанных новых устройств и способов, а также алгоритмов идентификации иерархических РНС (с грифом РАН). Результаты этих работ представлены в учебных спецкурсах по теории идентификации иерархических нейронных систем, которые читались в СамГПУ (г.Самара) и СурГУ (г.Сургут).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на кафедральных и факультетских семинарах Самарского государственного педагогического ункзерситета, Самарского государственного университета, Сургутского государственного университета, С-Петербургско-го государственного университета, в ряде лабораторий и НИИ России и Украины (МГУ им. М. В. Ломоносова, НИИ ВНД и Н- лаборатория математического моделирования, г.Москва, НИИ Ф им. И.П.Павлова- лаборатория физиологии дыхания, г. С-Петербург, НИИ физиологии им.А.А. Богомольца- лаборатория продолговатого мозга, г.Киев, НИИ Т и ЭБ, г.Пущино, на 15-м (г.Кишенев, 1987 г.) и 16-м (г.Пущино, 1993 г.) съездах Всесоюзного и Всероссийского физиологического общества им. И.П. Павлова, на 1-м и 2-м международных симпозиумах по нейроин-форматике и нейрокомпьютерам и Всероссийской конференции по биокибернетике (г. Ростов-на-Дону, 1992, 1995, 1995), на межреспубликанской конференции по использованию научно-технических достижений в демонстрационном эксперименте (г.Саранск, 1992), на И-Х-х международных научно-технических конференциях "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (г.Гурзуф, 1992-1998), на рабочих совещаниях "Нейроинформатика и нейрокомпьютеры" (г.Красноярск, 1993, 1994), на международном всемирном биофизическом конгрессе (Г.Амстердам, 1996), на Европейском математическом конгрессе- конференция по динамическим системам в биологии и медицине (г.Будапешт, 1996), на 2-й международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности в Сибири

и Крайней Севере" (г.Тюмень, 1997), на международной конференции по детерминистскому и стохастическому моделированию в биологии (Г.София, 1997), на 1-й международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности- "Наука и экологическое образование. Практика и перспективы" (г.Тула, 1997), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Экология и здоровье человека" (г.Самара, 1997), на Ш1 международной конференции по медико-биологической инженерии и компьютингу (Кипр, г.Лемасол, 1998), на международной школе "Проблемы теоретической биофизики (г.Москва, 1998), на П международной конференции по новым информационным технологиям в медицине и экологии-1Т+МЕ'98 (Крым, 1998).

По теме диссертации опубликовано 47 научных работ и получено 14 авторских свидетельств и патентов. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературных данных по морфо-функциональной организации РНС и особенностям их ритмической деятельности, главы, представляющей новую аппаратуру на базе механических систем, описания новых методов управления работой респираторных и экспираторных нейронных сетей, четвертая глава представляет результаты авторских экспериментальных исследований РНС с использованием новых способов и устройств и их обсуждение, пятая глава представляет теоретическое и экспериментальное обоснование компьютерной идентификации иерархических РНС. и, наконец, выводы с практическими рекомендациями.

Объем диссертации. Из общего объема аь стр. текст занимает ,Шстр. Диссертация содержит л рисункой, Библиография состоит из /прусских и ¡У/ иностранных источников.

С0ДЕР1АНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дается общая постановка проблемы биофизического мониторинга в исследованиях нейросетевых систем и приводится общая

характеристика работы.

1. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА (ПМ) - ПРИМЕР ИЕРАРХИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРНЫХ СТРУКТУР.

Обеспечение устойчивого поддержания дыхательной ритмики - основа жизнедеятельности млекопитающих. Основные структуры, обеспечивающие дыхательный ритыогенез, сосредоточены в области продолговатого мозга и относятся к дыхательному центру. Вместе с тем тонкая регуляция дыхания, различные приспособительные реакции к изме-нящимся внешним условиям невозможны без иерархической организации респираторных нейронных сетей. К нейронным сетям более высокого (управляющего) уровня следует отнести ряд супрабульбарных структур (ядра гипоталамуса, участки моторной зоны коры мозга (МЗК)), структуры варолиевого моста (ВМ) и ретикулярного гиганто-клеточного ядра (РГЯ). Более того сами дыхательные нейронные сети продолговатого мозга имеют ярко выраженную компартментную и иерархическую структуру, где кластеры верхнего уровня (инспираторные нейронные сети) оказывают существенное влияние на последующе кластеры (сеть постинспираторных нейронов и сеть экспираторных нейронов). Таким образом, следует рассматривать иерархическую респираторную нейронную сеть как характерный пример иерархических генераторных структур. В первой главе приводятся морфофункциональные особенности организации ИРНС продолговатого мозга (ПМ) млекопитающих и приводятся экспериментальные данные, иллюстрирующие биологическую регуляцию ритмики и состояния покоя ИРНС. Представлена общая блок-схема структурной организации ИРНС и подробно рассмотрена роль различных структур в работе генераторной ИРНС.

Материал, изложенный в первой главе, убедительно доказывает целесообразность компартментного и кластерного подхода в моделировании РНС. Вместе с тем назрела острая необходимость в разработке принципиально новых подходов в автоматизации исследований иерархических нейронных сетей, как систем со многими степенями свободы и функционирующих в микроинтервалах времени. Последнее приводит к

тону, что, используя традиционные методы исследований, экспериментатор физически уже не в состоянии контролировать реальные быстротекущие нейрональные процессы. Проблема эта настолько обострилась, что в ряде случаев экспериментаторы представляют и трактуют заведомо ошибочные данные, например, по состоянию точек покоя нейронных сетей. Отсюда возникает острая потребность в разработке новых биофизических методов контроля РНС и новых методов обработки огромных информационных потоков, в автоматизации самих экспериментальных процедур (раздражения, регистрации, подведения физиологически активных веществ и т.д.). Таким образом обосновывается необходимость в разработке новых способов и устройств для биофизического мониторинга РНС.

2. ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА БАЗЕ НОШ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

Современные требования к аппаратуре для исследования нейронных сетей предполагают прежде всего ее многоканальность, возможность одновременно подводить от 8 до 16 отводящих и стимулирущих электродов и микроинъекторов. В этой связи разработка конструкций многоканальных стереотаксических микроманипуляторов была одной из первых задач автора. Исследование близко расположенных нейронных пулов, связей и проекций некоторого центрального нейрона с соседними или периферическими нейронами потребовало создания кустовой системы микроманипуляторов. Поэтому были сконструированы и изготовлены: многоканальный угловой манипулятор с возможностью установки центрального электрода (микроинъектора) и окружающих его регистрирующих электродов (до 16-ти штук). По этому же принципу изготовлен и стереотаксический микроманипулятор, в котором каждый податчик может двигаться на круговой штанге с нониусными делениями вокруг центрального прямого микроподатчика. К последнему возможно и крепление указанного углового манипулятора. Вся эта система крепится к двухкоординатному планшетному задатчику положения (в плоскости х-у) центральной системы, а вся система в целом устанавлива-

ется в жестком каркасе на специальной платформе или может стандартно устанавливаться на заводских стереотаксических лабораторных установках (типа СЭ1-2 или СЭ1-3). Внешний вид устройства представлен на рис.1.

Рис.1.Стереотаксический многоканальный угловой микроманипулятор. Содержит четыре основных блока¡несущая конструкция-НК, двухкоорди-натный плоскостной микрозадатчик-ДПМ, радиальный микрозадатчик -РМ с микроманипуляторами и угловой центральный микроманипулятор (УЦМ), который крепится к РМ. РМ крепится к опорным горизонтальным штангам (ОГШ) и опорной плашке (ОП) и содержит радиальные подвижные штанги (РПШ).

Таким образом, разработанный многоканальный микроманипулятор обеспечивает одновременную пространственную регистрацию биоэлектри-

ческой активности многих нейронов, например, расположенных вокруг области, куда производится микрошгьекция физиологически активного вещества. Сама микроинъекция автоматически производится с помощью разработанного микроинъектора.

Указанные методики были использованы автором в экспериментах по изучению процессов диффузии в тканях мозга,вычислению коэффициентов диффузии новых производных тормозного медиатора гамма-амино-масляной кислоты (ГМК) и для пространственного выделения нейронных структур, которые оказывают существенное влияние на работу генератора центральной инспираторной и, как следствие, экспираторной активности. Путем диффузии инъецируемых вещестЕ осуществлялась активация или угнетение активности отдельных участков РНС и дыхательных ядер в целом.

Следует отметить, что многие производные ГАМК обладают низкой растворимостью в физрастворе и отсюда возникла потребность в получении частиц менее 1 мкм (супердиспергирование) в твердой или жидкой (в масле, в воде) фазах. Для решения этих задач была использована принципиально новая технология на базе линейных индукционных вращателей и источников специальных магнитных полей. На основе этого подхода было разработано несколько видов устройств для супердиспергирования как в твердой фазе, так и в жидкой, получены устойчивые суспензии водонерастворимых веществ.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования обеспечивают разработку оптимальных по конструкционным, энергети-тическим и биологическим характеристикам устройств для приготовления биологически активных суспензий и эмульсии как в лабораторных условиях, так и в условиях фармацевтической промышленности. Полученные суспензии и эмульсии отличаются большой физико-химической устойчивостью, а биологически активные свойства препаратов не изменяются, что подтверждается многочисленными авторскими исследованиями с препаратами производных ГАМК и наркотическими веществами, используемыми для наркоза.

В рамках разработанных технологий с применением "бегущих" полей автором были разработаны устройства и способы для локального разрушения или раздражения элементов нейронных сетей продолговатого мозга. Особенностью этого подхода является в основном бесконтактный способ управления РФТ, которые предварительно имплантируются в заданные области мозга или мышц (последнее -для иннервации, афферентных окончаний). Одновременно для контроля положения РФТ в пространстве биотканей были разработаны новые способы идентификации рабочих частиц в организме животных на основе бесконтактных методик с использованием датчиков токовихревого принципа.

В целс-а разработанные и запатентованные способы и устройства обеспечивали бесконтактный автоматический контроль за движением РФТ в пространстве и дозированное управление работой отдельных кластеров (инспираторного, экспираторного и др.) иерархической РНС. Это в свою очередь позволило получить новые данные о динамике развития тормозных и возбуждающих процессов в ЦНС.

3. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГЕНЕРАТОРА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ИНСПИРАТОР-НОЙ АКТИВНОСТИ И ПОДДЕРЖАНИЯ ШЗНЕЩЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА.

Поддержание жизнедеятельности экспериментального животного при проведении острых опытов на РНС крайне необходимая процедура, т.к. и при использовании микроинъекций различных фармакологических препаратов и при хирургических манипуляциях весьма часто наблюдается остановка дыхания с летальным исходом. В целях гуманного использования лабораторных животных в специальных исследованиях по выявлению летальных доз новых фармацевтических препаратов (что крайне необходимо, см. гл. 4) автором использовались специальные стимуляционные методики по подержанию работы РНС и управлению активностью отдельных кластеров ИРНС. В этой связи разработаны и запатентованы: двухканальный стимулятор дыхания, рефлексометр, способ управления дыханием лабораторного животного и способ управления отдельными (инспираторными и экспираторными) фазами дыхания.

Такие способы основаны на предварительной идентификации спе-

циальных инспираторных и экспираторных структур в области ретикулярного гигантоклеточного ядра (РГЯ) и последующей их специфической (с помощью запатентованного двухканального стимулятора) или неспецифической (с помощью имплантированных РФТ) стимуляций. Использование специального двухканального стимулятора обеспечивает управление раздельно инспираторной и экспираторной нейронными сетями с заданием задержки мевду стимулами и частотой респираторных актов. Такие формы управления РНС крайне необходимы для выяснения механизмов покомпартментного и покластерного торможения активности нейронных пулов в динамике всего дыхательного акта. В качестве иллюстрации на рис.2 приводится характерный пример восстановления биоэлектрической активности генераторных структур РНС в результате применения запатентованного способа восстановления дыхания.

Рис.2. Восстановление ритмической биоэлектрической активности дыхательных нервов в результате применения способа восстановления дыхания методом стимуляции инспираторных структур РГЯ после апное. В ряде экспериментов (а в клинике как патология) у исследуе-

иого организма наблюдается развитие асимметрии в перкуссии грудной клетки. В этой связи для детального изучения таких явлений дыхательной патологии автором был разработан специальный многоканальный регистратор экскурсии поверхности грудной клетки. Используя серию датчиков токовихревого принципа с блоком преобразователей и устройством ввода снимаемой информации (через посредство аналого-цифрового преобразователя - АЦП), можно наблюдать и регистрировать тонкие механизмы нарушений дыхательной активности, т.е. эфферентного звена изучаемых ИРНС. Более того, дополнительные устройства позволяют накапливать данные за несколько дыхательных циклов и усреднять полученные значения переменных.

Особые задачи возникают перед исследователями при идентификации математических моделей и выяснении роли диссипативных процессов в динамике изменения частотных характеристик генераторных РНС. В этой связи автором был разработан и запатентован бесконтактный метод моделирования одышки, когда экспериментатор может увеличивать частоту осцилляций в РНС до 200-250 дыхательных актов в минуту. Получаемые при этом экспериментальные зависимости мевду коэффициентом диссипации Ь и частотой дыхания со хорошо согласуются с теоретическими данными. При этом сам метод моделирования одышки основан на биофизическом подходе, т.е. используется преобразование электромагнитного поля в тепловые эффекты, которые получаются на РФТ, предварительно имплантированных в структуры ядер гипоталамуса.

Представленные в данной главе биофизические методы исследований имеют логическое завершение в виде компьютерной поддержки обработки результатов измерений. Практически все представленные здесь преобразователи имеют выход на разработанные 8-ми и 16-ти канальные АЦП с соответствующими программными обеспечениями. В конечном итоге получаемая с датчиков информация используется в целях контроля управления респираторными нейронными сетями. Таким образом, речь идет о разработке и создании системы устойчивого жизнеобеспечения экспериментального животного (как одного из главных

компонентов нормального жизнеобеспечения) и автоматизированной системе управления РНС в исследовательских целях. Последнее обеспечивает необходимое регулирование динамических характеристик работы РНС (длительность инспирации и экспирации, глубины и частоты дыхания и т.д.) в заданном с помощью ЭВМ автоматическом режиме.

4. БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ РНС ПРИ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЙ И МИКРОИНЪЕКЦИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЩЕСТВ.

Результаты экспериментальных исследований выполненных с использованием выше перечисленных новых способов и устройств для биофизического мониторинга представлены в настоящей главе. Основное внимание в этих исследованиях уделяется изучению динамики развития тормозящих и возбуждающих процессов в нейронных сетях с простой и иерархической структурой. Осуществляя физические и химические воздействия, с использованием разработанных автором способов и устройств, экспериментатор может осуществлять управление работой отдельными кластерами иерархической нейронной сети или даже отдельными компартментами этих кластеров. Особое значение таких управляющих воздействий выявляется в режимах восстановления дыхания при условии его искусственной или естественной остановки. Такие манипуляции весьма важны при изучении сублетальных и летальных доз новых фармакологических препаратов, например, производных гамма-аыи-номасляной кислоты. На рис.3 приводится характерный пример управления длительностью инспирации путем стимуляции инспираторной зоны РГЯ (1), вентральной поверхности ПМ-1 зоны (11) и комплекса Бетцин-гера (Ш) электрическими импульсами. При этом видно развитие торможения инспираторной активности, которое прерывает инспирацию.

Использование двухканального (авторского) стимулятора обеспечило именно такие исследования, а также исследования динамики развития тормозных процессов и ИННС и ЭНС. Автором впервые показана и количественно изучена динамика развития тормозных процессов в таких сетях, которая характеризуется количественно функцией насьпце-

1 s

Control

(1)

AJvj

lii)

AJl

..........

(iii)

Stimulus • iiiiimiiiiiiiiitiiiti

шиш»!» iiminnm

r i I»H titiiiii t IUI iiihk

Рис.3 Пример управления длительностью инспирации путем стимуляции инспираторной зоны РГЯ (1), вентральной поверности ПМ-I зоны(11) и комплекса Бетцингера (iii) электрическими импульсами.В качестве от-вета-нативная (а) и интегрированная (Ь) активности диафрагмального нервава (ДН).

ния типа Михаэлиса-Ментен, т.е.

Р(У)= Рм /k+У или Р(у)= Pw (у^ -у)/(ум - у+k), где у -

величина интегрированного выхода с эффекторов, а к, Р - некоторые константы. Для этих целей исследовалась зависимость пороговой величины электрического стимула, наносимого на инспираторные или экспираторные структуры ретикулярного гигантоклеточного ядра в различные фазы дыхания. ■ Обобщенные результаты таких исследований представлены на рис.4 и 5. Здесь по оси айцисс откладывалось реальное время в милисекувдах от момента начала инспирации или экс-

пирации, а по оси ординат - пороговая величина раздражающего импульса П в вольтах, ти и тэ - средняя длительность ин(экс)миграции для исследуемой группы животных. При этом использовались запатентованные автором способы восстановления дыхания. Важно отметить, что

Рис.4.

го -

ю-

юо I 200 . зоо /П5ее

Рис.5.

юо

¡И

300

Т пкес X}

Зависимость пороговой величины электрического стимула ПА, наносимого на инспираторные (рис.4) или экспираторные (шс.5) структуры ретикулярного гигантоклеточного ядра в различные фазы дыхания.

развитие торможения, например, инспираторной активности не зави-сило от области стимуляции (от входов раздражения), т.е. "обрыв" возбуждения в ИННС или ЭНС наступал именно в силу развития тормозных процессов по принципу обратной связи. В качестве иллюстрации сказанному уже приводился пример зависимости итегральной активности диафрагмального нерва при электрической стимуляции трех характерных зон при фиксированном значении амплитуды стимулирующих импульсов (см.рис.3).

Таким образом, используя стимуляционные методики, была количественно изучена динамика развития тормозных процессов в иерархической респираторной нейронной сети. Отдельный блок исследований был связан с изучением реакций ИРНС на введение ГАМК и ее производных. При этом предполагалось, что дериваты тормозного медиатора, как и сама ГАМК, будут оказывать альтернативные по отношению к электростимуляции действия, например, на нейронные структуры левого или правого двойного ядра (ДЯ). Как правило после электростимуляции производилась микрошгьекция ГАМК и ее производных с целью развития тормозящих процессов и угнетения активности нейронов в исследуемых структурах.

При таких воздействиях производился анализ изменений биоэлектрической активности межреберных нервов и мышц в ответ на микровведения ГАМК, фенибута и карфедона в двойные (дыхательные) ядра. Динамика развития тормозных процессов при микроинъекциях оценивалась по изменениям в ответах ДН, диафрагмы, внутренних межреберных нервов и мышц в ответ на стимуляцию серией импульсов (частота 100 Гц, длительность импульса 1 мс, длительность серии 30-100 мс) инспираторных или экспираторных структур РГЯ. Особенностью выполненных экспериментов является изучение локализации в двойных ядрах участков, которые обеспечивали изменение активности эфферентов ЕНС в ответ на точечное (локальное) введение ГАМК и ее производных.

В результате выполненных исследований выявлено:

1) в ростральной части ДЯ ближе к дорсальной поверхности мозга и средней линии имеются области, которые при микроиньекциях в них ГАМК или фенибута обеспечивали усиление инспираторной активности и учащение дыхания экспериментальных животных.

2) после ■ микроиньекции исследуемых веществ в ростральный отдел двойных ядер наблюдалось увеличение времени угнетения активности ДЦ в течение 9-22минут в зависимости от дозы и вещества. Это угнетение проявляется в уменьшении общей амплитуды кривой интегрированной (с постоянной 100 мс) активности диафрагмального нерва (ИАДН)

и площади под этой огибающей кривой на величину 62 ± 12% (с доверительной вероятностью 0,95) при инъекции стандартного количества фенибута - 3 мкл 104 М/л раствора. Одновременно уменьшается тангенс угла наклона огибаицей кривой - tgS в среднем на 18± 7%. Синхронные изменения наблюдаются и по выходу ДЦ» т.е. с экспираторных нервов. Существуют структуры в ДЯ, (например, 1,7 мм ростральнее obex, 2,2 мм латеральнее от срединного шва и 2,3 мм вглубь), микроинъекции в которые ГАМК или фенибута приводили к временным изменениям активности эфферентных нервов и мышц-эффекторов, электрос-тиыуляция этих структур никакого увеличения длительности эффектов не давала. Таких "необычных" областей было зафиксировано 12 из 67 оттестированных на микроинъекцию и электростимуляцию. 3) при двухстороннем симметричном введении исследуемых веществ наблюдается эффект "суымации" ответных реакций эфферентных нервов и мышц-эффекторов, которые статистически достоверно увеличивались, если временной интервал между введениями не превышает 3-7 минут.

Микроиньекции ГАМК и ее производных в область медиальных па-рабрахиальных ядер (ПБЯ) выявили области (парабрахиальных ядер) чувствительные к микроинъекциям ГАМК, фенибута и карфедона в количестве от 1 до 16 мкл 10"4 моль/л раствора. Причем микроинъекции уже 1 мкл фенибута приводят к изменениям активности диафрагмально-го нерва и диафрагмы. При увеличении дозы инъецируемого вещества может увеличиваться длительность инспирации при сохранении длительности экспираторной активности. Увеличение дозы до 10-15 мкл фенибута или 12-18 мкл ГАМК концентрацией 10~4 моль/л может приводить к инспираторному апноэ. Концентрации карфедона, обеспечивающие аналогичный эффект, приблизительно равны в этом случае дозам фенибута (хотя для двойных ядер карфедон был менее эффективен). Микроинъекции в область парабрахиальных ядер (латерально средней линии 2,12,5 мм вглубь от дорсальной поверхности мозга на 1 мм) раствора фенибута последовательно в возрастающем количестве (6 мкл и 14 мкл 10~4 моль/л) с интервалом 40 минут дают устойчивую реакцию разви-

тия инспираторного апноэ.

По мере развития инспираторного апноэ длительность экспираторной фазы не изменяется. На рис.6 приводится биоэлектрическая активность ДН до инъекции (1), после микроиньекции 6 мкл фенибута (концентрации 10"4 моль/л) в ПБЯ (2) и после инъекции 14 мкл фенибута той же концентрации в ПБЯ (3). Микроинъекция 14 мкл 10"4 моль/л приводила к развитию стойкого инспираторного апноэ с сохраненными блуждающими нервами. Исследования зависимости порогового значения стимула (П), наносимого в инспираторную структуру ретикулярного ги-гантоклеточного ядра (РГЯ) а постинспираторную фазу от суммарной интегральной активности ДН в условиях смешанных иикрошъекций ГАМК и фенибута в ростральную часть вентральный респираторный группы (РВРГ) и ПБЯ показали, что эта инъекции дают различный количествен-

Рис.6. Влияние микроинъекций фенибута в парабрахиальное ядро (ПБЯ) на биоэлектрическую активность диафрагмального нерва крысы (ДН):1— исходная биоэлектрическая активность ДН, 2-активность после микроинъекции б мкл фенибута (концентрация 10"4 моль/л) в ПБЯ, 3-актив-ность после инъекции 14 мкл фенибута той же концентрации в ПБЯ.

ный эффект. Время восстановления исходный активности эферентных структур увеличивается Б-образно в зависимости от объема инъецируемого вещества. Инъекции 16 мкл растворов ГАМК и фенибута в ДЯ не приводили к остановке дыхания, в то время как такие же инъекции в ПБЯ, как правило, приводили к инспираторному апноэ, которое является характерным примером стационарного режима РНС.

(1)

(2)

(3)

5. КОМПЬЮТЕРНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИЕРАРХИЧЕСКИХ НЕЙРОННЫХ СИСТЕМ.

Теоретической основой наблюдаемых экспериментальных данных является активно разрабатываемая в настоящее время компартментная теория нейронных сетей, в основу которой положен принцип пуловой организации НС. В этом случае иерархическая РНС представляется моделью вида

х = А(у)х - Ьх + ис1 У = Сх,

где х - вектор состояния кластеров (числом п) и пулов, входящих в

т т т

кластеры, т.е. хеКт, где т=т1 +тпа+...+ш4, т.е. Нп=й п,а

матрица межпуловых и (межкластерных связей А(у) :меет п уровней иерархии, каждый из которых моделируется определенным кластером ИРНС. Диагональные элементы (матрицы Аи) матрицы А представляют внутри-кластерные связи, а подаагональные А (1#3) - межкластерные связи. Величина у представляет некоторый интегрированный выход всей ИРНС, причем имеется возможность наблюдать отдельные у1 с каждого из кластеров в реальном биофизическом эксперименте. Вклад же ком-

понет х в выход у оценивается компонентами матрицы С (Се1Г).

В работе экспериментально доказана возможность биологической идентификации раздельных входов на каждый из кластеров ИННС и ЭНС и раздельных выходов у и у2 из этих кластеров, производится анализ экспериментального определения структурной организации инсгш-раторной и экспираторной нейронных сетей, находящихся в режиме относительного физиологического покоя.

Весьма детальное исследование автором проводилось при изучении состояния покоя РНС, которое представляется точкой покоя в компартментных моделях, т.е. <1х/<И=0. Для этих режимов функционирования производились исследования квазилинейного (в биологическом смысле) поведения природных РНС вблизи точек покоя. В частности, изучалась динамика поведения ИННС в ответ на изменения амплитуды входных импульсов (см.рис.7) и длительности серий импульсов (см.

рис.8). Впервые экспериментально доказана возможность идентифика-

Я = в 7

I 1

1 ^ >

Ь)

яг= в г

Рис.Т.Зависимость вторичных рефлекторных ответов (СБС-ответ) 10-го внутреннего межреберного нерва от амплитуды стимуляции и 11-го внутреннего межреберного нерва кошки в условиях гипервентиляции и хлоралозного накоза. Длительность одного импульса 1мсек, его амплитуда изменяется от иг=4В до и2=16В; а)-естественная активность нерва; Ь)- интегральная (усредненная) активность после стимуляции.

ции РНС с простой и иерархической структурой. Обоснована теоретически и показана экспериментально процедура выбора оптимальных параметров внешних стимулов, наносимых на входы ИННС и ЭНС. В частности, обосновывается выбор оптимальных длительностей и амплитуд электрических импульсов, подаваемых на управляющие входы (РГЯ, хе-морецепторные зоны ЕМ) ИРНС.

Используя компартментный подход, показывается возможность построения и исследования моделей патологических типов дыхания, к которым относится дыхание типа Чейна-Стокса и Биота. Такие типы периодического дыхания моделируются в рамках компартментных ИРНС, когда кластеры верхнего уровня задают периодические возмущения с периодом Т»Т1 (Т1 - период собственных колебаний РНС) для кластеров нижнего уровня. Алгоритмы идентификации структуры и параметров отдельных кластеров в виде моделей разностных или дифференциальных уравнений были апробированы для ЭНС. При этом предложена процедура

идентификации как отдельных кластеров, так и процедуры идентификации матриц А (!*;» межкластерных связей.

Рис.8.Зависимость вторичных рефлекторных ответов (СБС-ответ) 10-го внутреннего межреберного нерва от длительности стимуляции 11-го внутреннего межреберного нерва кошки в условиях гипервентиляции и хлоралозного накоза. Длительность одного импульса 1мсек, частота в серии 200Гц длительность серии меняется от 5мс до 20мс; а)-естественная активность нерва; Ь)- интегральная (усредненная) активность после стимуляции.

Для указанных целей выполнено построение матрицы преобразования Т, которая приводит исходную (т.е. идентифицированную методом минимальной реализации) матрицу А, найденную из экспериментов к матрице б=Т_1АТ с неотрицательными элементами. Приводится процедура идентификации индекса цикличности С и нахождения классов циклических матриц. Наконец, выполнена общая процедура идентификации многокластерных иерархических моделей ИРНС на примере двухкластер-ной РНС.

Таким образом биофизический мониторинг РНС с использованием разработанных новых авторских способов и устройств позволил впервые обеспечить автоматическую (с помощью ЭВМ) идентификацию РНС как с простой, так и с иерархической структурой.

1. Разработаны новые многоканальные манипуляторы для биофизи-

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ческого мониторинга и управления респираторными нейронными сетями, а также разработаны новые измельчители и смесители физиологически активных веществ на базе индукционных вращателей и автоматические микроинъекторы, которые обеспечивают автоматическое введение водо-нерастворимых веществ в структуры мозга с целью регуляции и управления нейронными сетями мозга.

2. С использованием переменных (в частности, "бегущх") магнитных полей разработаны новые способы и устройства для раздражения (специфического и неспецифического) электрогенераторных структур организма, а также для локального их разрушения. Для методического обеспечении этих технологий созданы способы и устройства для идентификации имплантированных рабочих ферромагнитных частиц в структурах мозга. Разработаны новые регистраторы дыхательных движений для выявления асимметрии в перкуссии грудной клетки на базе систем токовихревых датчиков.

3. Разработаны и запатентованы способы и устройства для создания управлянцих воздействий на РНС с помощью электрических стимулов. В частности, эти способы обеспечивают регуляцию дыхания в широком диапазоне вплоть до о дышки и поддержку дыхания в случае его остановки, что было доказано экспериментально. Для мониторинговых исследований спино-бульбо-спинальных рефлексов создан новый тип ре-флексометров, обеспечиваицих биофизический мониторинг РНС в реальном масштабе времени.

4. С использованием разработанных методов и устройств изучена динамика тормозных и возбуждающ процессов в РНС, Доказано наличие в ИННС и ЭНС обратных связей, которые моделируются количественно функциями типа Михаэлиса-Мэнтен. Исследованы особенности регуляции генерации ритмики в РНС в условиях действия тормозных медиаторов на отдельные структуры нейронных сетей продолговатого мозга.

5. Впервые в рамках компартментного подхода в моделировании РНС были экспериментально изучены стационарные и периодические режимы

функционирования респираторных нейронных сетей, построены математические модели (в автоматическом режиме) отдельных кластеров иерархической РНС, в частности, инспираторной и экспираторной НС.

6. Теоретически обоснован алгоритм идентификации иерархических, многокластерных нейронных сетей, с выбором оптимальных интервалов длительностей и амплитуд тестирующих импульсов. В этом случае вычисляются и сравниваются собственные значения матриц линейных приближений моделей отдельных кластеров ИРНС и производится поклас-терная идентификация всей иерархической нейронной сети. Такая процедура может быть использована для идентификации любой иерархической многокластерной нейронной сети с компартиентной организацией на базе метода минимальной реализации с многомерным входом.

По теме диссертации опубликовано 2 монографии, 45 работ (статьи, тезисы докладов), получено 14 патентов и авторских свидетельств, в том числе:

1. Филатова O.E. Дополнительные результаты клинического испытания фенибута. В сб.: Матер. 17-й итог.науч.конф. профессорско-пре-под.сост.Военно-мед. фак-та при Куйб. мед. инст. им.Д.И.Ульянова.-Куйбышев.- 1984.- С.37.

2. Филатова O.E., Еськов В.М., Кузьмичев С.А. Проблема саморегуляции в нейронных сетях дыхательного центра. // Материалы Всесоюз. конфер."Синергетика 86"Кишинев: Штиинца.- 1986.- С. 142-143.

3. Филатова O.E. и др. Анализ нелинейных процессов на различных уровнях организации биологических систем. Создание теории нелинейных ситем. // деп. ВИНИТИ N 01870079330.- Москва.-1988.

4. Филатова O.E., Еськов В.М., Шульга В.Г., Стребиж М.В. Способ приготовления микродисперсных сред. //A.c. N 1566550. - Москва. -1988.

5. Филатова O.E.,Еськов В.М. Устойчивость нелинейных генераторов дыхательной ритмики к внешним воздействиям. // Докл. всесоюз. школы-семинара ^Психологическая бионика".- Харьков.- 1988.- С. 68-69.

6. Филатова O.E., Еськов В.М., Хацкель М.Г., Горев B.C. Способ обработки вязких сред. //A.c. N 1665576.- Москва.- 1989.

7. Филатова O.E., Еськов В.М., Хацкель М.Г., Горев Е.С. Массо-обменный аппарат для работы с вязкими средами. // A.c. N 1736023.-Москва.- 1989.

8. Филатова O.E., Еськов В.М., Куделькин В.А. Рефлексометр. //A.c. N 1807591.- Москва.- 1990.

9. Филатова О.Е, Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ восстановления дыхания у экспериментальных животных.// A.c. N 1794457.- Москва. -1990.

10. Филатова O.E., Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ регуляции дыхания.// A.c. N 1745268.- Москва.- 1990.

11. Филатова O.E., Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ моделирования одышки.// A.c. N 1720083.- Москва.- 1990.

12. Филатова O.E., Еськов В.М. Стимулятор дыхания. //А. с. N 1820516.- Москва.- 1990.

13. Филатова O.E., Еськов В.М., Горев Е.С. Устройство для разрушения локальных структур организма.// A.c. N 1826196. Москва.- 1990.

14. Филатова O.E., Еськов В.М., Горев Е.С. Способ регуляции частоты дыхания в эксперименте.// A.c. N 1754124.- Москва,- 1990.

15. Филатова O.E..Еськов В.М.Способ приготовления мелкодисперсных сред и устройство для его осуществления.// A.c. N 1658451.-Москва.- 1991.

16. Filatova O.E., Eskov V.M. The stability oi the periodical activity oi respiratory neuron network without periodic inputs. // The RNNS/IEEEE Symposium on neuroinlorrations and neurocomputers.-Rostov-on-Don, Russia: IEEEE Services center, New York.- 1992.-P. 708-718.

17. Филатова O.E., Еськов В.М. Использование электронной техники в психофизиологическом демонстрационном эксперименте.//Мехреспубл. сбор."Использование НТД в демонстр.эксперименте".- Саранск.- 1992.

18. Филатова O.E., Еськов В.М. Роль тормозных процессов в генерации дыхательной ритмики.//Нейрофизиология.- 1993.- N6.- С.420-426.

19. Еськов В.М., Филатова O.E. Компьютерная диагностика коыпарт-ментности динамических систем. // Измерительная техника. - 1994.-N 1.- С. 65-68.

20. Еськов В.М., Филатова O.E. Автоматическая идентификация дифференциальных уравнений, моделирующих нейронные сети.//Измерительная техника.-1994.- N 3.- С. 66-68.

21 Филатова O.E., Еськов В.М., Папшев В.А. Устройство для исследования дыхания.// Патент N2072232 .- Москва.- 1992.

22илатова O.E., Еськов В.М. Компьютерная идентификация респираторных нейронных сетей. - Пущино: ОНТИ РАН.- 1994. -156 с.

23 Филатова O.E., Еськов В.М., Торопов A.B. Устройство для сегментарного разрушения тканей.// Патент N 2018974.- Москва.- 1994.

24 Еськов В.М., Филатова O.E., Иващенко В.П. Компьютерная идентификация иерархических компартментных нейронных сетей. // Измерительная техника,- 1994.- N в.- С.65-67.

25 Якунин В.Е., Еськов В.М., Филатова O.E., Бондарева В.В. Ней-

?ональные механизмы дыхательной ритмики. // Успехи физиол. наук.-

994,- N 3.- С.60.

26 Филатова O.E., Еськов В.М., Микроинъектор. //Патент N2038098. -Москва. -1995.

27. Filatova O.E., Eskov V.M., Popov Y.M. Computer identification oi the optimum stimulus.parameters in neurophysiology. //The RNNS/ IEEEE Symposium on neurolniormtions and neurocompuxers.-Rostov-on -Don, Russia: IEEEE Services center, New York.- 1995.- P. 166-172.

28. Filatova O.E., Eskov V.M., Popov Y.M. Stationary regimes oi

the respiratory neuron networks and their identification. // The RHNS/IEEEE Symposium on neuroinformations and neurocomputers.-Rostov-on-Don, Russia:IEEEE Services center,New York.-1995.-P.156-165.

29. Филатова O.E., Еськов В.M. Система контроля и управления дыханием животного в эксперименте. //Проблемы нейрокибернетики: Материалы XI международной конференции по нейрокибернетике. -Ростов-на -Дону.-1995.-С.262-264.

30. Филатова O.E., Еськов В.М. Устройство для идентификации фер-

SoMarHHTHHX тел внутри организма экспериментального животного. // роблеыы нейрокибернетики: Материалы XI международной конференции по нейрокибернетике.-Ростов-на-Дону.-1995.-С.264-266.

31. Филатова O.E., Еськов В.М. Математическое обеспечение изме-ений динамических процессов нейросетевых структур // Датчик - 96: ез. докладов VIII науч.- тех. конференции, с участием зарубежных

специалистов. Гурзуф. -1996.-С.433- 434.

32. Филатова O.E., Еськов В.М. Алгоритмы идентификации дифференциальных уравнений, моделирующих биологические динамические системы // Дифференциальные уравнения и их приложения: Тез.докл. Между-нар. семинара. Ч.З.- Самара: СГУ. -1996. -С.57

33. Филатова O.E., Еськов В.М., Козлов А.П., Папшев В.А. Изме-ение переменных параметров движущихся биологических объектов. // змерительная техника.-1996. N4.-С. 58-61.

34. Филатова 0. Е., Еськов В.М., Папшев В.А. Сканирование движущихся поверхностей биологических объектов.// Измерительная техника. -1996. N4. -С. 66- 67.

35. Филатова 0. Е., Еськов В.М., Зенин C.B., Попов Ю.М. Автоматизированная система диагностики стацонарных состояний нейронных сетей // Инженерно - физические проблемы новой техники: Тез. докл. 4 Мевдунар. совещ.-семинара. М.: МГТ7, 1996. С. 24- 27.

36. Филатова O.E., Еськов В.М., Попов Ю.М. Влияние аф$ерентации на стационарные режимы функционирования респираторных нейронных сетей // 1 Всеросс. конгр. по патофизиологии с мезд. участием: Тез.докл. М..- 1996.-С.111-112.

37. Filatova O.E., Eskov V.M. Computer identification of respiratory neuron network.// Evrop. Math. Congress, section- Dinamical Systems in Biology and Medicine: Veszprera, Hungary.-1996.-P.62.

38. Филатова O.E., Еськов B.M., Попов Ю.М. Пуловые принципы в математическом моделировании динамики распространения биопотенциалов в нейросетевых системах мозга.//Вестник новых медицинских технологий.- 1996. N3 - С. 104-106.

39. Филатова O.E., Еськов В.М.,Папшев В.А. Разрушение и раздражение локальных структур организма с использованием переменных магнитных полей. // Вестник новых медицинских технологии.-1996. -N3.-С. 106-107.

40. Филатова O.E., Еськов В.М. Биофизический мониторинг в исследованиях действия ГАМК и ее производных на нейросетевые системы продолговатого мозга.- Пущино: ОНТИ РАН.- 1997. -160 с.

41. Филатова O.E.Управляющие и диагностические комплексы на осно-

ве переменных и "бегущих" магнитных полей для исследования нейро-сетевых структур.// Доклады на международной конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения". -Гурзуф.- 1997.-С.339- 340.

42. Филатова О.Е., Еськов В.М., Кулаев С.В., Рачковская В.А. Исследование иерархических природных систем с использованием ЭВМ в учебном процессе// Наука и экологическое образование: Труды Между-нар.конф. -Тула, 1997, - С. 86- 90.

43. Filatova О.Е.,Eskov V.M.,Kulaev S.V. Automatic identification the models of respiratory neuron networks »with a simple structure. // International Congress, Destobio: Sofia.- 1997.-P. 119.

44. Filatova O.E. Software and hardware for identification of hierarchical neural network.// International Congress, Destobio: Sofia.- 1997.- P. 118.

45. Filatova O.E., Papshev V.A.,Popov U.M. Moving magnetic fields in control equipment for neural networks.//International Congress, Destobio: Sofia.- 1997.-P. 120.

46. Филатова O.E., Еськов B.M. Двухканальный стимулятор дыхания. // Вестник новых медицинских технологий.- 1997. 1-2 - С. 104-106.

47. Филатова О.Е. Стандартизация измерений параметров математических моделей нейронных сетей. // Измерительная техника.- 1997.-N1.- С. 37-40.

48. Филатова О.Е. Способы управления дыханием лабораторных животных.// Вестник новых медицинских технологий.-1997.- N6.- С.56-60.

49. Филатова О.Е. Стереотаксический многоканальный угловой манипулятор.// Вестник новых медицинских технологий.-1998.-N1.С.37-40.

50. Филатова О.Е., Еськов В.М. Компартментный подход в моделировании нейронных сетей. Роль тормозных и возбуждающих процессов.// Биофизика.- 1998.N11.С.68-74.

51. Филатова О.Е.Реакции дыхательных структур на системное действие фенибута: Регуляция автономных функций.- Самара:СамГУ.- 1998. -С.182-189.

52. Филатова О.Е., Еськов В.М. Динамика тормозящих и возбуждающих процессов в респираторных нейронных сетях: Регуляция автономных функций.- Самара:СамГУ.- 1998.-С.190-202.

53. Filatova О.Е. Identification of respiratory neuron networks with a simple structure.// Neural Network World.-1998.N 4.-P.56-63.

54. Filatova O.E., Kulaev S.V., Eskov V.M. Investigation of hierarchical nature systems with computer using.// Mathematical bioscience.-1998.N 10.-P.78-89.

55. Филатова O.E.Автоматизированные диагностические комплексы для исследований нейронных сетей с простой структурой.// Международная конференция Датчик-98.- Гурзуф.-1998.-С.471-473.

56. Filatova О.Е. Modern software and hardware for the neuron networks identification.//VIII mediterranean conference on medical and biological engineering and computing - Medic on198. - Limassol, Cyprus.- 1998.- P. 122.

57. Filatova O.E., Kulaev S.V., Eskov V.V. Mathematical interpre-

ition oí stationary regime's oí a biological systems.//VIII medit-xanean conference on medical and biological engineering and combing- Medicon'98. -Limssol, Cyprus.- 1998.- P. 87. >8. Филатова O.E. Биофизический мониторинг нейросетевых систем •зга.// Международная школа "Проблемы теоретической биофизики", юква.- 1998.- С. 179.

¡9. Филатова O.E., Кулаев C.B. Компьютерная идентификация стаци-[арных режимов функционирования нейросетей мозга.// Международная юла "Проблемы теоретической биофизики".- Москва.- 1998,- С. 180. ¡0. Филатова O.E. Устройства для многоканального съема и обработ-[ информации от биообъектов.// IV международная конференция и дис-ссионный научный клуб "Новые информационные технологии в медици-! и экологии".- Ялта-Гурзуф.- Крым, Украина.- 1998. -С. 8-12. »1. Филатова O.E. Измерительные и управляющие комплексы для ис-[едований нейросетевых систем. // Измерительная техника.- 1998.-í- С. 26-28.

Научное издание

Автореферат Филатовой O.E. .

БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ИССЛЕДОВАНИЯХ РЕСПИРАТОРНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Налоговая льгота - общероссийский классификатор продукции 0K-Q05-93; том 2; 953000 - книги и брошюры.

Подписано в печать 23.10.98 г. Формат 60*90/16. Бумага офсетная. Науч.изд.л.1.8. Усл.печ.л. 2,1.Тираж 100 экз. Заказ 523Р. Самара. Типография ОООМ.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Филатова, Ольга Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА (ПМ) - ПРИМЕР ИЕРАРХИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРНЫХ СТРУКТУР

1.1. Морфо-функциональные особенности организации респираторных нейронных сетей (РНС) ПМ.

1.2. Ритмогенез в бульбарных нейронных сетях. Возможности биологической регуляции ритмики и состояния покоя РНС.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ РНС НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ. ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА БАЗЕ НОВЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1. Характеристика общих методов исследования РНС.

2.2. Многоканальные микроманипуляторы. Расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа степеней свободы.

2.3. Измельчители и смесители для биофизических исследований.

2.4. Автоматические микроинъекторы физиологически активных веществ в локальные нейросетевые структуры.

2.5. Биофизические аспекты микроинъекций. Роль диффузионных процессов.

2.6. Использования имплантированных частиц для разрушения и раздражения биологических структур.

3. БИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГЕНЕРАТОРА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ИНСПИРАТОРНОЙ АКТИВНОСТИ И ПОДДЕРЖАНИЯ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА.

3.1. Регистраторы дыхания и механических перемещений в условиях естественной и искусственной нейрональной активности ДЦ.

3.1.1 .Простейшие регистраторы дыхательных движений.

3.1^.Многоточечные регистраторы экскурсии поверхности грудной клетки.

3.2. Способы и устройства для создания управляющих воздействий на респираторные нейронные сети с помощью электрических импульсов.

3.2.1.Двухканальный стимулятор дыхания.

3.2.2.Способ управления дыханием лабораторного животного.

3.2.3.Способ управления отдельными фазами дыхания животного.

3.3. Биофизические аспекты тепловых воздействий. Моделирование одышки.

3.4. Рефлексометрия. Новые типы рефлексометров.

4. БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ РНС ПРИ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЙ И МИКРОИНЬЕКЦИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ.

4.1. Тормозящие и возбуждающие процессы в РНС. Использование электростимуляций и микроинъекций для мониторинговых исследований.

4.2. Электростимуляционные исследования РНС. Выбор оптимальных частотных характеристик раздражающих стимулов.

4.3. Реакции регуляторных дыхательных структур на микровведения и системное действие ГАМК и ее дериватов.

4.3.1.Изменения биоэлектрической активности межреберных нервов и мышц при введении ГАМК, фенибута, карфедона в левое и правое двойные ядра в условиях электростимуляции.

4.3.2.Нейро- и миографические показатели при локальном действии аминокислот на медиальные парабрахиальные ядра

4.3.3. Изменение частоты дыхания, биоэлектрической активности дыхательных мышц и нервов при внутривенном, внутрибрюшинном и рег-ОБ введении ГАМК и ее производных в зависимости от дозы введения

5. КОМПЬЮТЕРНАЯ ЩЩТИФИКАЦИЯ ИЕРАРХИЧЕСКИХ РНС.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей"

В настоящее время считается бесспорным, что исследования сложно организованных биологических систем, к которым относятся нейронные сети мозга млекоштающих, требуют новых инструментальных подходов и принципиально новых алгоритмов и программных продуктов, которые бы обеспечивали многоканальный биофизический мониторинг таких биологических объектов. Такие же требования выдвигаются и при исследовании многих других биологических систем,' имеющих большое число степеней свободы и зачастую иерархическую многоуровневую структуру. Именно такие системы требуют применения специальных многоканальных микроманипуляторов, автоматических микроинъек-торов физиологически активных веществ, эффективных бесконтактных и многоканальных устройств для специфического или неспецифического раздражения или разрушения отдельных локальных участков мозга, новых методов управления выше указанными генераторными биологическими системами.

Такие устройства и методы реализуют биофизический мониторинг и автоматизацию исследований иерархических биологических динамических систем (ИБДС) и, в частности, иерархических нейронных сетей (ИНС) мозга. Конечной же целью экспериментальных исследований является построение адекватных математических моделей ИБДС. Сама процедура автоматической идентификации ИНС, например, и автоматического построения адекватных математических моделей - весьма актуальная и до сих пор мало изученная проблема. Последние годы в связи с активной разработкой компартментной теории ИБДС наметились определенные перспективы в деле автоматизации построения математических компартментных моделей ИБДС и ИНС,в частности. В целом, автоматизация экспериментальных исследований ИНС и построение адекватных математических моделей на основе таких экспериментальных исследований - актуальная проблема как теоретической, так и экспериментальной биофизики сложных иерархических систем.

В этой связи автором ставились три основные цели: разработка новых методов и устройств для исследований ИНС; изучение с их помощью в мониторинговом режиме респираторных МНС; разработка методов автоматической идентификации таких структур и автоматизации процедуры построения и исследования математических компартментных моделей иерархических РНС (ИРНС) на основе получаемых экспериментальных результатов в режиме реального физического времени.

В соответствие с этими целями конкретными задачами были:

3. Разработать методы регистрации дыхания в условиях естественной и искусственной активности РНС; создать устройства и экспериментально обосновать новые способы управления инспираторными и экспираторными нейронными сетями (ИБНС и ЭНС соответственно) и управления частотой дыхания (конкретно, способ моделирования одышки).

4. Изучить эффекты действия микроинъекций и электростимуляций отдельных структур РИС с целью управления биоэлектрической активностью нейронных сетей и дыхательных мышц. Получить количественные зависимости динамики развития тормозящих процессов в ИННС и ЭНС и выяснить роль супрабульбарных структур в этих процессах.

5. Экспериментально и теоретически обосновать методы идентификации РНС с простой и иерархической структурой. Выполнить экспериментальные исследования по идентификации РНС, находящихся в стационарных режимах функционирования, с построением их математических компартментных моделей.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Филатова, Ольга Евгеньевна

ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые многоканальные манипуляторы для биофизического мониторинга и управления респираторными нейронными сетями, а также разработаны новые измельчители и смесители физиологически активных веществ на базе индукционных вращателей и автоматические микроинъекторы, которые обеспечивают автоматическое введение водо-нерастворимых веществ в структуры мозга с целью регуляции и управления нейронными сетями мозга.

2. С использованием переменных (в частности, "бегущих") магнитных полей разработаны новые способы и устройства для раздражения (специфического и неспецифического) электрогенераторных структур организма, а также для локального их разрушения. Для методического обеспечения этих технологий созданы способы и устройства для идентификации имплантированных рабочих ферромагнитных частиц в структурах мозга. Разработаны новые регистраторы дыхательных движений для выявления асимметрии в перкуссии грудной клетки на базе систем токовихревых датчиков.

3. Разработаны и запатентованы способы и устройства для создания управляющих воздействий на РНС с помощью электрических стимулов. В частности, эти способы обеспечивают регуляцию дыхания в широком диапазоне вплоть до одышки и поддержку дыхания в случае его остановки, что было доказано экспериментально. Для мониторинговых исследований спино-бульбо-спинальных рефлексов создан новый тип ре-флексометров, обеспечивающих биофизический мониторинг РНС в реальном масштабе времени.

4. С использованием разработанных методов и устройств изучена данамика тормозных и возбуждающих процессов в РНС, Доказано наличие в ИННС и ЭНС обратных связей, которые моделируются количественно функциями типа Михаэлиса-Ментен. Исследованы особенности регуляции генерации ритмики в РНС в условиях действия тормозных медиаторов на отдельные структуры нейронных сетей продолговатого мозга.

5. Впервые в рамках компартментного подхода в моделировании РНС были экспериментально изучены стационарные и периодические режимы функционирования респираторных нейронных сетей, построены математические модели (в автоматическом режиме) отдельных кластеров иерархической РНС, в частности, инспираторной и экспираторной НС.

6. Теоретически обоснован алгоритм идентификации иерархических, многокластерных нейронных сетей, с выбором оптимальных интервалов длительностей и амплитуд тестирующих импульсов. В этом случае вычисляются и сравниваются собственные значения матриц линейных приближений моделей отдельных, кластеров ИРНС и производится поклас-терная идентификация всей иерархической нейронной сети. Такая процедура может быть использована для идентификации любой иерархической многокластерной нейронной сети с компартментной организацией на базе метода минимальной реализации с многомерным входом.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Филатова, Ольга Евгеньевна, Сургут

1. Александров A.A. Метод микроэлектрофороза в физиологии. - Л.: Наука, Ленингр.отд.- 1983.- 148 с.

2. Амосов Н.М., Бендет Я.А. Физическая активность и сердце.- Киев: Здоровье.- 1989.- 214 с.

3. Андрезиня P.A., Цаунэ М.К., Мехилане Л.С. и др.Применение фе-нибута для купирования алкогольного делярия. В сб.: Механизм действия и клиника производных ГАМК.- Уч.записки Тарт.универ.- Тарту.- 1984.- С.132-137.

4. Барон В.Д., Кедер-Степанова И.А. Воспроизведение дыхательным центром ритмических раздражений продолговатого мозга. // Биофизика.- 1971.- 16, N 1.- С. 692-699.

5. Баутин H.H. Поведение динамических систем вблизи границ области устойчивости.- М.: Наука, 1984.- 260 с.

6. Батуев A.C., Сытинский И.А. Физиологические эффекты ГАМК в ЦНС позвоночных.//Усп.совр.биол.- 1965.- 59, N 1.- С.128-144.

7. Беллман Р. Введение в теорию матриц.- М.: Наука,1969.- 280 с.

8. Бреслав И.С., Салазкин В.Н. 0 динамическом управлении параметрами атмосфер космических аппаратов.// Косм.биол. 1977.11, N 3.- С.53-58.

9. Бреслав И.С. Актуальные проблемы познания центральных механизмов регуляции дыхания.// Физиол. ж. СССР.- 1990.- 76, N5.- С.561-570.

10. Бунатян Г.Х. Вопросы биохимии мозга. //Сб. ст. Ереван. -АН АССР.- 1964.- 272 с.

11. Воеводин В.В., Кузнецов Ю.А. Матрицы и вычисления.- М.: Наука, 1984. 230 с.

12. Галушкин А.И., Кирсанов Э.Ю. Нейронные системы памяти. Москва: Из-во МАИ, 1991.- 177 с. (ч.1.).- 166 с. (ч.2.).

13. Глебовский В.Д., Бреслав И.О. Регуляция дыхания.- Лен-д: Наука, Ленингр.отд.- 1981.- 280 с.

14. Глебовский В.Д. Изменения дыхания после блокады тройничных нервов у децеребрированных кошек.// Фижиол. ж. СССР.- 1981. -67, N 5.- С.645.

15. Глебовский В.Д. Изменения дыхания после перерезок моста у децеребрированных кошек.// Физиол. ж. СССР.- 1983.- 69, N 4.- С.445.

16. Грей Е.Г. Ультраструктура синапсов. В кн. : Нейротрансмитор-ные системы./ Под ред. Н.Д. Легга. М. : Медицина.- 1982.-С.11-25.

17. Горбань А.Н. Обучение нейронный сетей. М.: Параграф, 1990.- 160 с.

18. Дунин Барковский В.А. Колебания уровня активности в простой замкнутой цепи нейронов. // Биофизика.- 1970.- Т.15, вып.2. -С. 374-378.

19. Еськов В.М. Идентификация параметров линейных моделей датчиков. // Измерительная техника. 1993.- N 4.- С.8 - 10.

20. Еськов В.М.Частотные характеристики датчиков и проблема идентификации линейных моделей. // Измерительная техника.- 1993.-N8.-0. 11 13.

21. Еськов В.М. Автоматическая идентификация дифференциальных уравнений, моделирующих нейронные сети.// Измерительная техника. 1994.- N 3.- С. 37-41

22. Еськов В.М. Введение в компартментную теорию респираторно-нейронных сетей. М: Наука, 1994. - 165 с.

23. Жарковский А.М., Алликметс Л.Х., Мехилане Л.С. Место фенибута среди психотропных препаратов. В сб.¡Механизм действия и клиника производных ГАМК.- Тарту.- 1984.- С.5-16.

24. Заславский Б.Г., Полуэктов P.A. Управление в экологических системах.- М: Наука, 1988. ЗбО с.

25. Инюшкин А.Н. Значение воздействий лейцин-энкефалина и тироли-берина на вентральную поверхность продолговатого мозга в регуляции дыхания.// Автореф. дис.канд. биол.наук.- М.- 1988.- 20 с.

26. Кедер-Степанова И.А. Нейронная организация ритмических дыхательных движений. В сб.: XIII съезд всесоюз. физиол. об-ва им. И.П.Павлова.- Алма-Ата.- 1979.- С.133.

27. Кедер-Степанова И.А. Нейронная организация дыхательного центра продолговатого мозга. // Авт. докт. диссерт. М. - 1981.32 с.

28. Ковалев Г.В. Препараты ГАМК и её аналогов в эксперименте и клинике. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов. -Волгоград.- 1979.- С.4-5.

29. Ковалев Г.В., Тюренков И.Н., Перекалин В.В. и др. Исследова-дования зависимости между химической структурой и вазоактив-ными свойствами производнях ГАМК.- В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов. Волгоград.- 1976.- С.26-34.

30. Ковалев Г.В.Об участии ГАМК-ергических препаратов в центральной регуляции сердечно-сосудистой системы.// Матер.6-й Всесоюз.конф. по физиол.вегет.н.е.- Ереван.-1986.- С.17-18.

31. Коган А.Б., Ефимов В.Н., Чумаченко A.A., Сафонов В.А. О моделировании механизма генерации дыхательного ритма. // Биофизика. 1969.- 14, N 4.- С. 718-721.

32. Корницкая А.И., Преображенский H.H., Качановский Л.Г. Влияние раздражения центральных "хеморецепторов" в стволе мозга на дыхательные реакции у кошек.// X съезд Укр. физиол. общества.- Одесса.- 1977.- С.174-175.

33. Косицына А.Ф. Аналоги ГАМК и сосудистые рефлексы. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград.- 1979.-С.94-98.

34. Косицына А.Ф. Изучение действия ГАМК и её производных на мозговое кровообращение. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград.- 1979.- С.160-166.

35. Косицына А.Ф., Богарова И.А. и др. Изучение токсичности и побочных свойств циклического аналога ГАМК. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград,- 1979.- С.160-166.

36. Кресюн В.Н.Регуляция окислительного фосфорилирования как один из возможных путей нормализации метаболизма мозга.//Бюл.эксп. биол.- 1983.- N 12.- С.37-40.

37. Кульчицкий. В.А. Изменение электрической активности нейронов дыхательного центра и артериального давления при охлажлении центральных хемочувствительных структур.// .Идс.канд.- Казань. 1980.

38. Лебедев В.П. Бульбо-спинальный уровень нервной регуляции сосудов.// Регуляция кровообращения.- Л.: Наука.- 1986.- С.230-266.

39. Лефшец С. Устойчивость нелинейных систем автоматического управления.- М.: Мир, 1967.- 220 с.

40. Лийвамяги Ю.А. Эффективность фенибута в лечении заикания и невроза навязчивых состояний у детей. В сб.: Мехинизмы действия и клиника производных ГАМК.- Уч.записки Тарт.универ.-Тарту.- 1984.- С.125-131.

41. Маршак М.Е. Физиологическое значение углекислоты. М.: Медицина.- 1969.- 143 с.

42. Малкин В.Б., Газенко О.Г. О путях оптимизации искусственной атмосферы при необратимом снижении Р в газовой среде.// ДАН СССР.- 1968.- 184, N 4.- С.995-998.

43. Мелдрум Б. Нейромедиаторы и эпилепсия. В кн.: Нейро-трансмит-терные системы. / Под.ред. Н.Д.Легга.- М.: Медицина.- 1982. -С.164-179.

44. Меркулова H.A. Особенности и причины развития асимметрий и других нарушений дыхания. // Дисс.канд. мед. наук Куйбышев.- 1965.- 350 с.

45. Меркулова H.A., Сергиевский М.В. и др. Дыхательный центр. -М.: Медицина.- 1975.

46. Мехилане Л.С., Васар В.Э., Васар Х.Р. Уточнение спектра клинического действия фенибута. В сб.¡Всесоюзный симпозиум "Фармакология производных гамма-аминомасляной кислоты".- Тарту. -1983.- С.95-97.

47. Мехилане Л.С., Васар В.Э. Спектр клинического действия фенибута. В сб.: Механизм действия и клиника производных ГАМК.-Уч.записки Тарт.универ.- Тарту.- 1984.- С.112-123

48. Миславский H.A. О дыхательном центре.// Избран, произвед.- М.- 1952.- С.21-94.

49. Мойбенко A.A., Шабан В.М. Рефлекторная регуляция кровообращения. В кн.: Физиология кровообращения. Регуляция кровообращения.- Л.- 1986.- С.186-230.

50. Морозов И.С. Влияние нейроактивных аминокислот и их производных на механизмы сосудистой регуляции. // Автореф. дисс. . канд. биол. наук. -М., 1975.- 19 с.

51. Морозов И.С. Действие фенильных аналогов ГАМК на бульбоспи-нальные механизмы сосудистой регуляции. В сб. "Фармакология процессов регуляции кровообращения.- Тр. ВГМИ. Волгоград. -1977.- 30, вып. 3.- С.45-52.

52. Морозов И.С., Петров В.И., Тюренков И.Н. ГАМК-ергический компонент в механизме действия фенибута. В сб.'.Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград.- 1979.- С.44-49.

53. Некрасова В.М., Сафонов В.А. Синхронизация активности ритмо-образующих нейронов в дыхательном центре.// Биол.науки.-1986.- N 3.- С.42-45.

54. Нерсесян Л.Б. Центральные механизмы регуляции активности бульбарных дыхательных нейронов некоторыми структурами лимби-ческой системы.// Матер. 6-й Всесоюз.конф. по физиол. вегет. н.с.- Ереван.- 1986.- С.221.

55. Нерсесян Л.Б., Баклаваджян О.Г. Реакции дыхательных нейронов продолговатого мозга на пачечную стимуляцию гипоталамуса. // Физиол.журн. СССР им.И.М.Сеченова.-1990.- 76,N 5.- С.604-611.

56. Нурманд Л.Б. К фармакокинетике некоторых аналогов ГАМК.В сб.: Механизм действия и клиника производных ГАМК.-¡Уч.записки Тар. универ.- Тарту.- 1984.- С.138-144.

57. Островская Р.У., Трофимов С.С. Соотношение антигипоксического и ноотропного эффектов в спектре действия производных "шунта ГАМК". В сб.: Механизм действия и клиника производных ГАМК.-Уч.записки Тарт.универ.- Тарту.- 1984.- С.46-59.

58. Оттер М.Я. Биопериодические колебания антигипоксического действия и поведенческих эффектов некоторых ГАМК-ергических препаратов. В сб.: Механизм действия и клиника производных ГАМК.- Уч.записки Тарт.универ.- Тарту.- 1984.- С.97-105.

59. Павлов Б.Н. Микроэлектродное исследование нейронов кардиаль-ного центра продолговатого мозга при воздействиях, вызывающих аритмию сердца. // Автореф. дисс. . канд. био. наук.- М.-1977.- 19 с.

60. Пикок К. Новые нейромедиаторы при болезни Паркинсона. В кн.: Нейротрансмиттерные системы / Под ред. Н.Д.Легга.- М.: Медицина.- 1982.- С.102-117.

61. Понтрягин Л.С.,Болтянский В.Г.»Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов.-М.: Наука, 1983. -392с.

62. Преображенский H.H. Микроэлектродное отведение активности нейронов сосудодвигательного центра.// Физиол.ж. СССР.- 1965.- 51, N 2.- С.164-172.

63. Пятин В.Ф., Измалкова H.H. Реакции дыхательных нейронов и дыхания при воздействии на бульбарные хеморецепторы ацетилхоли-ном и гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК).// Вопросы регуляции дыхания и кровообращения.- Куйбышев.- 1985.- С.8-11.

64. Пятин В.Ф. Значение центральных хеморецепторов» в регуляцииритмической деятельности нейронов дыхательного центра. // Ав-тореф.дисс. .канд.мед.наук.- Л.- 1978.- 20 с.

65. Пятин В.Ф. Центральный хемочувствительный механихм регуляции дыхания.//Дис.докт.- Казань.- 1988.

66. Пятин В.Ф., Песков Б.Я. Нейрофизиологическое исследование бульбарных хемочувствительных зон. В кн.¡Функциональная организация дыхат. центра и его связи с др.системами.- Куйбышев.-1990.- С.40-46.

67. Ряго Л.К., Нурк A.M. и др. 0 связывании фенибута с бикукул-линнечувствительными рецепторами ГАМК в мозге крыс. // Бюл. экспер. биол.- 1982.- N 11.- С.58-59.

68. Ряго Л.К., Нурк A.M., Алликмете Л.Х. Влияние фенибута на ГАМК -бензодиазепиновый рецепторный комплекс. В сб.: Механизм действия и клиника производных гамма-аминомасляной кислоты. -Тарту.- 1984.- С.28-33.

69. Ряго Л.К., Кийвет Р.К., Пыльд М.А. Зависимость поведенческого ответа к баклофену от функциональной активности бензодиазепи-новых рецепторов.// Молекулярный механизм действия психотропных веществ.- Уч.записки Тарт.универ.- Тарту- 1987.- С.64-72.

70. Саульская Н.Б. Влияние введений 6-гидроксидофамина в прилежащее ядро и черную субстанцию на поведение крыс.// Физиол.жур. СССР им. И.М. Сеченова.- 1992.- Т.78, N 4.- С.14-20.

71. Сафонов1 В.А., Ефимов В.Н., Чумаченко А.А. Нейрофизиология дыхания.- М.: Медицина.- 1980.- 222 с.

72. Сафонов В.А.,Габдрахманов Р.Ш. Функциональная организация дыхательного центра. В кн.¡Функциональная организация дыхательного центра и его связи с другими системами.- Куйбышев.-1990. С.5-15.

73. Сергеев О.С. Нейронная организация дыхательного центра продолговатого мозга и регуляции его деятельности. // Дис. док. биол. наук.- М.- 1984.- 290 с.

74. Сергиевский М.В. Дыхательный центр млекопитающих животных ирегуляция его деятельности. М.- 1950.

75. Сергиевский М.В., Киреева Н.Я., Гордиевская Н.А. 0 возможных взаимодействия инспираторной и экспираторной нейроннных систем.// Физиол. ж. СССР.- 1983.- 69, N 4.- С.439.

76. Сергиевский М.В., Габдрахманов Р.Ш., Огородов A.M., Сафонов В.А., Якунин В.Е. Структура и функциональная организация дыхательного центра. Новосибирск.- Изд-во НГУ.- 1993.- 192 с.

77. Сливинскис В., Шимоните В.Минимальная реализация и формантный анализ динамических систем и сигналов.-Вильнюс:Мошлас, 1990.-230с.

78. Суркова В.В. Фомин Ю.К. Влияние ГАМК и её фенильных аналогов на спонтанную и принудительную двигательную активность. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.-„Волгоград. -1979.- С.129-135.

79. Суркова В.В. Поиск физиологически активных соединений, повышающих физическую работоспособность среди аналогов ГАМК. В сб.: Фармакология и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград. -1979.- С.136-138.

80. Сытинский И.А. Гамма-аминомасляная кислота в деятельности нервной системы.- Л.: Наука.- 1972.

81. Сытинский И.А. Гамма-аминомасляная кислота медиатор торможения.- Л.: Наука.- 1977.

82. Такунов В.П. Влияние фенибута и гаммалона на моторно вегетативные корреляты вестибулярных нарушений. В кн.: Фармаколо-ния и клиника ГАМК и её аналогов.- Волгоград.- 1979.-С.84-93.

83. Тараканов И.А., Головатюк Е.А., Турская Е.Р.,Сафонов В.А.Фор-мировние апнейтического дыхания при активации ТАМКергической системы мозга.//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.- 1993.- T.CXY, N6.- С.583-587.

84. Темин Г.Р. Влияние гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) на активность дыхательных нейронов. В кн.: Физиология вегетативной нервной системы. Куйбышев.- 1979.- Т. 2.- С.201-202.

85. Феник В.Б. Механорецепторная система дыхательного центра и её роль в регуляции дыхания.// Нейрофизиология.- 1992.- Т.24,Ю. С.351-369.

86. Физиологические и психофизиологические методы профотбора работников в ведущие профессии угольных шахт.- Методические рекомендации./ Отв.за выпуск Г.П.Кобец.- Донецк.- 1986.-29 с.

87. Филатова O.E. Дополнительные результаты клинического испытания фенибута. В сб.: Матер. 17-й итог.науч.конф.профессорско-препод.сост.Военно-мед. фак-та при Куйб. мед. инст. им. Д.И. Ульянова.- Куйбышев.- 1984.- С.37.

88. Филатова O.E., Еськов В.М., Кузьмичев O.A. Проблема саморегуляции в нейронных сетях дыхательного центра. //Материалы Все-союз. конфер."Синергетика 86".- Кишинев: Штиинца.- 1986.- С. 142-143.

89. Филатова O.E. и др. Анализ нелинейных процессов на различных уровнях организации биологических систем. Создание теории нелинейных ситем. // деп. ВИШТИ N 01870079330.- Москва.-1988.

90. Филатова O.E., Еськов В.М., Шульга В.Г., Стребиж М.В. Способ приготовления микродисперсных сред.// A.c. N 1566550. Москва. - 1988.

91. Филатова O.E.,Еськов В.М. Устойчивость нелинейных генераторов дыхательной ритмики к внешним воздействиям. // Докл. всесоюз. школы-семинара"Психологическая бионика".-Харьков.-1988.-С.68-69

92. Филатова O.E., Еськов В.М., Хацкель М.Г., Горев Е.С. Способ обработки вязких сред. // A.c. N 1665576.- Москва.- 1989.

93. Филатова O.E., Еськов В.М., Хацкель М.Г., Горев Е.С. Массо-обменный аппарат для работы с вязкими средами. // A.c. N 1736 023.- Москва.- 1989.

94. Филатова O.E., Еськов В.М., Куделькин В.А. Рефлексометр. //A.c. N 1807591.- Москва.- 1990.

95. Филатова 0.Е, Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ восстановления дыхания у экспериментальных животных.// A.c. N 1794457.-Москва. 1990.

96. Филатова O.E., Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ регуляции дыхания.// A.c. N 1745268.- Москва.- 1990.

97. Филатова O.E., Еськов В.М., Якунин В.Е. Способ моделирования .одышки.// A.c. N 1720083.- Москва.- 1990.

98. Филатова O.E., Еськов В.М. Стимулятор дыхания. //А. с. N 1820516.- Москва.- 1990.

99. Филатова O.E., Еськов В.М., Горев Е.С.Устройство для разрушения локальных структур организма.// A.c. N 1826196. Москва. -1990.

100. Филатова O.E., Еськов В.М., Горев Е.С. Способ регуляции частоты дыхания в эксперименте.// A.c. N 1754124.- Москва.-1990.

101. Филатова O.E.,Еськов В.М.Способ приготовления мелкодисперсных сред и устройство для его осуществления. // A.c. N 1658451. -Москва.- 1991.

102. Филатова O.E., Еськов В.М. Использование электронной техники в психофизиологическом демонстрационном эксперименте. // Меж-республ. сбор." Использование НТД в демонстр. эксперименте".-Саранск.- 1992.

103. Филатова O.E., Еськов В.М. Роль тормозных процессов в генерации дыхательной ритмики. // Нейрофизиология. 1993.- N6.- С. 420-426.

104. Филатова O.E., Еськов В.М. Компьютерная диагностика компарт-ментности динамических систем. // Измерительная техника. -1994.- N 1.- С. 65-68.

105. Филатова O.E., Еськов В.М. Автоматическая идентификация дифференциальных уравнений, моделирующих нейронные сети. //Измерительная техника.-1994.- N 3.- С. 66-68.

106. Филатова O.E., Еськов В.М., Папшев В.А. Устройство для исследования дыхания.// Патент N2072232 Москва.- 1992.

107. Филатова O.E., Еськов В.М. Компьютерная идентификация респираторных нейронных сетей. Пущино: 0НТИ РАН.- 1994. -156 с.

108. Филатова O.E., Еськов В.М., Торопов A.B. Устройство для сегментарного разрушения тканей.//Патент N 2018974.- Москва.-1994 1994.

109. Филатова O.E., Еськов В.М., Иващенко В.П. Компьютерная идентификация иерархических компартментных нейронных сетей. // Измерительная техника.- 1994.- N 8.- С.65-67.

110. Филатова O.E., Еськов В.М., Микроинъектор. //Патент N2038098. -Москва. -1995.

111. Филатова O.E., Еськов В.М. Система контроля и управления дыханием животного в эксперименте. //Проблемы нейрокибернетики: Материалы XI международной конференции по нейрокибернетике. Ростов-на-Дону.-1995.-С.262-264.

112. Филатова O.E., Еськов В.М. Устройство для идентификации ферромагнитных тел внутри организма экспериментального животного. // Проблемы нейрокибернетики : Материалы XI международной конференции по нейрокибернетике. -Ростов-на-Дону. -1995.-С.264-266.

113. Филатова O.E., Еськов В.М. Математическое обеспечение измерений динамических процессов нейросетевых структур // Датчик 96:Тез. докладов VIII науч. - тех.конференции, с участием зарубежных специалистов. Гурзуф. -1996.-С.433- 434.

114. Филатова O.E., Еськов В.М. Алгоритмы идентификации дифференциальных уравнений, моделирующих биологические динамические системы // Дифференциальные уравнения и их приложения: Тез. докл. Междунар. семинара. Ч.З.- Самара: СГУ. -1996. -С.57

115. Филатова O.E., Еськов В.М., Козлов А.П., Папшев В.А. Измерение переменных параметров движущихся биологических объектов. // Измерительная техника.-1996. N4.-С. 58- 61.

116. Филатова 0. Е., Еськов В.М., Папшев В.А. Сканирование движущихся поверхностей биологических объектов.//Измерительная техника. -1996. N4. -С. 66- 67.

117. Филатова 0. Е., Еськов В.М., Зенин С.В., Попов Ю.М. Автоматизированная система диагностики стацонарных состояний нейронных сетей // Инженерно физические проблемы новой техники: Тез. докл. 4 Междунар. совещ.-семинара. М.: МГТУ, 1996. С. 24- 27.

118. Филатова O.E., Еськов В.М., Попов Ю.М. Влияние афферентации на стационарные режимы функционирования респираторных ней ронных сетей // 1 Всеросс. конгр. по патофизиологии с межд. участием: Тез.докл. М.- 1996.-С.111-112.

119. Филатова O.E., Еськов В.М., Попов Ю.М. Пуловые принципы в математическом моделировании динамики распространения биопотенциалов в нейросетевых системах мозга.//Вестник новых медицинских технологий.- 1996. N3 С. 104-106.

120. Филатова O.E., Еськов В.М.,Папшев В.А. Разрушение и раздражение локальных структур организма с использованием переменных магнитных полей. // Вестник новых медицинских технологий. -1996. -N3.- С. 106-107.

121. Филатова O.E., Еськов В.М. Биофизический мониторинг в исследованиях действия ГАМК и ее производных на нейросетевые системы продолговатого мозга.- Пущино: 0НТИ РАН.-1997.-160 с.

122. Филатова O.E., Еськов В.М., Кулаев C.B., Рачковская В.А. Исследование иерархических природных систем с использованием ЭВМ в учебном процессе// Наука и экологическое образование: Труды Междунар.конф. -Тула, 1997, С. 86- 90.

123. Филатова O.E., Еськов В.М. Двухканальный стимулятор дыхания. // Вестник новых медицинских технологий.- 1997. 1-2 С. 104-106.

124. Филатова O.E. Стандартизация измерений параметров математических моделей нейронных сетей. // Измерительная техника. 1997.- N1.- С. 37-40.

125. Филатова O.E. Способы управления дыханием лабораторных животных.// Вестник новых медицинских технологий.-1997.- N6.-С.56-60.

126. Филатова O.E. Стереотаксический многоканальный угловой манипулятор.// Вестник новых медицинских технологий.-1998.- N1.C. 37-40.

127. Филатова O.E., Еськов В.М. Компартментный подход в моделировании нейронных сетей. Роль тормозных и возбуждающих процессов. // Биофизика.- 1998.N11.С.68-74.

128. Филатова O.E.Реакции дыхательных структур на системное действие фенибута. Регуляция автономных функций.- Самара: СамГУ.1998. С.182-189.

129. Филатова O.E., Еськов В.М. Динамика тормозящих и возбуждающих процессов в респираторных нейронных сетях. Регуляция автономных функций.- Самара:СамГУ.- 1998.-С.190-202.

130. Филатова O.E.Автоматизированные диагностические комплексы для исследований нейронных сетей с простой структурой.// Международная конференция Датчик-98.- Гурзуф.-1998.-С.471-473.

131. Филатова O.E. Биофизический мониторинг нейросетевых систем мозга.// Международная школа "Проблемы теоретической биофизики". Москва.- 1998.- С. 179.

132. Филатова O.E., Кулаев С.В. Компьютерная идентификация стационарных режимов функционирования нейросетей мозга.// Международная школа " Проблемы теоретической биофизики".- Москва.-1998.- С. 180.

133. Филатова O.E. Измерительные и управляющие комплексы для исследований нейросетевых систем. // Измерительная техника. -1998.- N3- С. 26-28.

134. Хаунина P.A., Маслова М.Н. Проникновение в мозг и фармакологические эффекты гамма-аминомасляной кислоты и её фенильного производного у мышей и крыс в онтогенезе. // Эволюц. нейрофи-зиол. и биохим.- Л.- 1967.- С.186-191.

135. Хаунина P.A., Осипова C.B., Ускова И.В. Влияние гамма-амино-масляной кислоты и её производных на устойчивость животных к гипоксии.// Бюл.экспер.биол.- 1968.- N 1.- С.72-76.

136. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем.- М. : Наука, 1977. 390 с.

137. Честнова A.A., Четаев А.Н. Круговая модель дыхательного центра. //Биофизика. 1979. Т. 24, N 4. С. 723- 726.

138. Экклс Дж. Физиология синапсов.- М.- 1966.

139. Якунин В.Е., Майский H.H., Преображенский А.П. и-др. Изучение связей дыхательных ядер ствола мозга с использованием метода ретроградного аксонного транспорта пероксидазы хрена.//Нейрофизиология.- 1982.- 14, N 2.- С.147-156.

140. Якунин В.Е. Функциональная организация медиальных и латеральных ядер дыхательного центра и нейронные механизмы их взаимодействия.- Дис. докт.- Казань.- 1987.

141. Якунин В.Е., Еськов В.М. Центральные механизмы произвольного и автоматического дыхания.//XY Всесоз.съезд физиологов.- Тез. докл.- Л.: Наука.- 1987.- Т.2.- С.437-438.

142. Якунин В.Е. Нисходящие пути медиальных ядер дыхательного центра к дыхательным мышцам. // Физиол. ж. СССР.- 1990. 76, N 5.- С.613-620.

143. Якунин В.Е., Еськов В.М., Филатова O.E., Бондарева В.В. Ней-рональные механизмы дыхательной ритмики.//Успехи физиол.наук. 1994.- N 3. С.60.

144. Andrews P.L.R., Bingham S., Wood K.L. Modulation of the vagaldrive to the intramular cholinergic and non-ckolinergir neurones in the ferret stomach by baclofen.// J. Physiol.- 1987. V. 388.- P.25-71.

145. Ballantyne D., Richter D.W. Post-synaptic inhibition of bulbar inspiratory neurounes in the cat.// J. Physiolgy. 1984. Y. 348.- P.67-87.

146. Ballantyne D., Richter D.W. The non-uniform character of expiratory synaptic activity in expiratory bulbospinal neurones in the cat. // J. Physiol. (London).- 1986.- Y. 370.- P.433 --456.

147. Batsel H.L. Localization of the bulbar respiratory centre by microelectrode sounding. // Exptl. Neurol.- 1964.- V. 9.- P. 410-426.

148. Baumgarten R., Baumgarten A., Schaofer K.P. Boitrag zur localisation SP rege bulboreticularoe respiratorischer neurone der Katso. // Pflugere Arch.- 1957.- Bd.264.- S.217-227.

149. Berger A., Mitchell R.A., Severinghaus J.W. Regulation of respiration.// N.Engl.J.Med.- 1977.- Y.297.- P.92-97.

150. Beurle R.L. Properties in a mass of cells capable of regenerating pulses, Philosophical Trans. Royal Society of London, Ser. B, Biological Sci. Y.240 N669 1956 56-90.

151. Biscoe T.J., Straughar D.W. Micro-electrophoretic studies of neurones in the cat hippocampus.// J.Physiol.- 1966.- V.183.-P.341-359.

152. Botros, S.M. and Bruce, E.N.:Neural network implementation of a three-phase model of respiratory rhythm generation. //Biol. Cybernetics.- 1990.- V. 63.- P. 143-153 .

153. Brammer R.F. Controllability in linear autonomous systems with positive controlles. // SIAM J.Control.- 1972.- 10.- P. 339-353.

154. Bradley G.W., Euler C. von, Marttila I., Roos B. Transient and steady state effects of CO2 on mechanisms determining rate and depth of breathing.//Acta Physiol. Scand.- 1974.-V.92.- P.341-350.

155. Bradley D.Y., Pasooe J.P., Paton J.P.R., Spyer K.M. Cardiovascular and respiratory responses evoked from the posterior cerebellar cortex and fastigial nucleus in the cat.// J. Physiology.- 1987.- V. 393.- P.107-121.

156. Bruce E.N., C. von Euler and S.M. Yamashiro, Reflex and cent-rol chemoreceptive control of the time course of inspiratory activity, in: Central Nervous Control Mechanisn in Breathing (Pergamon, Oxford, 1979).

157. Burns B.D., Salmoiraghi G.C. Repetitive firing of resperatory neurones during their burst activity.//J. Neurohysiol.- 1960.- V. 23, N 1.- P.27-46.

158. Burns B.D. The central control of respiratory movements. // Brit. Med. Bull.- 1963.- V.19.- P.7-10.

159. Bystrzycka E.K. Afferent projections to the dorsal and ventral respiratory nuclei in medulla oblongata of the cat studied by the horseradish peroxidase technique. // Brain Research.- 1980.- Y.185.- P.59-66.

160. Budzinska R., Euler von C., Kao P.P., Pantaleo T. and Yamamo-to J.Effects of graded focal cold block in solitary and para-ambigual regions of the medulla in the cat. // Acta Physiol. Scand.- 1985a.- Y.124.- P.317-328.

161. Budzinska K., Euler von C., Kao P.P., Pantaleo T. and Yamamo-to J. Effects of graded focal cold block in rostral areas of the medulla. // Acta Physiol. Scand.- 1985b.- Y. 124.- P. 329 -340.

162. Camerer H. Reciprocal inhibition of bulbar respiratory neurones in the cat. // J. Physiol.- 1978.- Y. 284.- P.90.t

163. Champagnat J., Denavit-Saubie M., Yelluti J.C. Excitability of bulbar respiratory neurones:a study of depolarizing agents // Brain. Res.- 1980.- Y. 191, N 2.- P.359-377.

164. Champagnat J., Roudouin G., Moyanova S., Denavit-Saubie M. Periodic inhibition of bulbar respiratory neurones and pentobarbital anaesthesia.// Proc. IUPS.- 1980.- V. 14.- P.363.

165. Cherniack N.S., Euler 0., Homma I., Kao P.P. Graded changes in central chemoceptor input by local temperature changes on the ventral supface of medulla // J. Physiol.--1979.- V. 287. P. 191-211.

166. Cleave, J.P., Levine, M.R., Fleming, P.J., Long, A.M.Hopf bifurcations and the stability of the respiratory control system. // J. theor. Biology.- 1986.- V.119.- P. 299-318.

167. Cohen M.J. Neurogenesis of respiratory rhythm in the mamal // Physiology Rev.- 1979. V. 59. P. 1105-1173.

168. Curtis D.R., Watkins J.C. The excitation and depression of spinal neurones by structurally related amino acids.// J.Neu-rochem.- 1960,- Y.6.- P.117-141.

169. Curtis D.R., Hosli L. at al. The hyperpolarization of spinal motoneurones by glycine and related amino acids.// Exp. Brain Res.- 1968.- V.5.- P.235-258.

170. Curtis D.R., Johnston G.A. Amino acid transmitters in the mammalian central nervous system.// Rev.Physiol.- 1974.- V.69.-P.97-188.

171. Curtis D.D., Pelix D. The effect of bicuculline upon sunaptic inhibition in the cerebral and cerebellar cortices of the cat // Brain Research.- 1971.- Vol. 34. P. 301-321.

172. Czyzyk-Krzeska Maria P., Lawson Edward E. Synaptic events in ventral respiratory neurones during apnoea induced by laryngeal nerve stimylation in neonatal pig // J. Physiol.- 1991.-V. 436.- P. 131-147.e

173. Denavit-Saubie M., Champagnat J. The effect of some depressing amino acids on bulbar respiratory and non respiratoryneurones // Brain Res.- 1975.- V. 97, N 2.- P. 356-361. /

174. Denavit-Saubie M., Champagnat J., Velluti J.C. Excitability of bulbar respiratory neurones : a study of depolarizingagents.// Brain Res.- 1980.- V.191, N 2.- P.359-377.I

175. Denavit-Saubie M., Moss J.R., Eldridge P.L. et al. Neuromodulators and transmitterin respiratory control.// Peder. Proc.1986.- V.45.- P.2133-2147.t

176. Denavit-Saubie M., Poutz A., Schmid K. Evidence for GABAergic inhibition of medullary respiratory neurones during their active phase in anasthetized or decerebrate cats.// J.Physiol.-1990.-Y.422.- P.96P.

177. Dillon G.H., Welsh D.E., Waldrop T.G. Modulation of respiratory reflexes by an excitatory amino acid mechanism in the ventrolateral medulla. // Respir. Physiol.- 1991. 85, N 1.-P.55-72.

178. Dourish C.T. A pharmacological analysis of the hyperactivity syndrome induced by phenylethylamine in the mouse // Brit. J. Pharmacol.- 1982.- Vol. 77.- P. 129.

179. Duffin J.A. Mathematical model of the chemoreflex control of ventilation // Respir. Physiol.- 1972.- V. 15.- P. 277301.

180. Dunin-Barkowski W.L., Larionova N.P.: Computer simutation of the cerebellar cortex compartment. I. General principles and properties of a neural net. // Biol. Cybernetics.- 1985.-51, N 6.- P. 399-406.

181. Ellenberger H.H., Peldman J. L. Subnuclear organization of the lateral termental field of the rat: I. Nucleus ambiguus and ventral respiratory group // J. Comp. Neural.- 1990.1. V. 294, N 2.- P. 202-211.

182. Eskov Y.M., Zaslavsky B.G. Periodical activity of respiratory neuron network.// Neural Network World.- 1993, N4. P.425-442. Eskov Y.M. Cyclic respiratory neuron network with subcycles. Neural Network World.- 1994, N4.

183. Eskov V.M and Pilatova O.E. The role of inhibitory processes in the respiratory rhythm generation.// Neurophysiology.-1993 N6. P.420-426.

184. Euler C. von. The functional organization of the respiratory phase-switching mechanisms // Peder. Prog.- 1977.- V. 36.-P. 2375-2380.

185. Euler C. von. Rhythmogenesis and pattern control during breathing // Acta physiol. Scand.- 1985.- Suppl., N 542.- P. 3260.

186. Euler C. von. Breathing behavior // Neurobiology of the oon-trol of breathing. N.Y.- 1986. P. 3-7.

187. Ezzehidi S., Hilaire J., Monteau R. Permanent release of nor-adrenalin modulates respiratory frequency in the newborn rat: an in vitro study // J.Physiol. 1990. Vol.429,Oct. P.472-496.

188. Pedorko L. Axonal projections from Botzenger expiratory neurones to other medullary nuclei and spinal cord in the cat.// J.Physiol.(Gr.Brit.).- 1982.- V.332.- P.80P.

189. Pedorko L., Merrill E.G. Axonal projections from the rostral expiratory neurones of the Botzinger complex to medulla and spinal cord in the cat.//J.of Physiol.- 1984.- V.350.- P.487-496.

190. Feldman J.L., Cohen M J., Wolotsky P. Powerful inhibition of pontine respiratory neurons by pulmonary afferent activity.// Brain Res.- 1976a.- V.104.- P.341-346.

191. Feldman J.L., Speck D.F. Interactions among inspiratory neurones in the dorsal and ventral respiratory groups in cat medulla // J. Neurophysiol.- 1983.- V. 49.- P. 472-490.

192. Filatova O.E., Eskov Y.M. Computer identification of respiratory neuron network.// Evrop. Math. Congress, section Di-namical Systems in Biology and Medicine: Veszprem, Hungary. -1996.-P.62.

193. Filatova O.E.,Eskov Y.M.,Kulaev S.Y. Automatic identification the models of respiratory neuron networks with a simple structure. //International Congress, Destobio:Sofia.- 1997.-P.119.

194. Pilatova O.E.Software and hardware for identifioation of hierarchical neural network.// International Congress, Destobio: Sofia.- 1997.- P. 118.

195. Pilatova O.E., Papshev Y.A.,Popov U.M. Moving magnetic fields in control equipment for neural networks.//International Congress, Destobio: Sofia.- 1997.-P. 120.

196. Pilatova O.E. Identification of respiratory neuron networks with a simple structure.// Neural Network World.-1998.N 4.-P. 56-63.

197. Pilatova O.E., Kulaev S.V., Eskov Y.M. Investigation of hierarchical nature systems with computer using.// Mathematical bioscience.-1998.N 10.-P.78-89.

198. Pilatova O.E., Kulaev S.Y., Eskov Y.Y. Mathematical interpretation of stationary regime's of a biological systems.// VIII mediterranean conference on medical and biological engineering and computing- Medicon'98. -Limassol, Cyprus.-1998.-P.87

199. Pilatova O.E. Modern software and hardware for the neuron networks identification. // VIII mediterranean conference on medical and biological engineering and computing -Medicon'98. Limassol, Cyprus.- 1998.- P. 122.

200. Pisher E.Recent studies on the role of metabolism of biogenic amines in mental diseases. In: Biological mechanisms of schizophrenia and schizophrenia - like psychoses / Ed. Mitsu-da H., Pukuda T. Tokyo: Igaku Shoin Ltd.- 1974.- 170 p.

201. Prederiksen P.K. Baclofen in the treatment of schizophrenia. // Lancet.- 1975.- V.1, N 7908.- P.702.

202. Priedland S. On an inverse problem for nonnegative and eventually nonnegative matrices. // Israel J.Math.-1978.- 29.- P. 43 60.

203. Gantmaher P.R. The theory of matrices (K. A. Hirsh transl).// Chelsea, New York, 1971.

204. Granata A.R., Kitai S.T. Intracellular study of nucleus parabrachialis and nucleus tractus solitarii interconnections // Brain. Res.- 1989.- Y. 492, N 1-2.- P. 281-292.

205. Hedner T., Hedner J., Johanson J., Lundlerg D. Evidence suggesting a role for Substance P in central respiratory regulation in the rat 7/ Acta Physiol. Scand.- 1981.- Y. 73, N 2.- p. 145-154.

206. Hildebrandt J.R. Gating: a mechanism for selective receptivity in the respiratory center. // Peder.Proc.- 1977.- V. 36. -P.2381-2385.

207. Huang Q., St. John W.M. Respiratory neural activities after caudal-to-rostral ablation of medullary regions // J. Appl. Physiol.- 1988.- V. 64, N 4.- P. 1405-1411.

208. Hukuhara T. Neuronal organization of the central respiratory mechanisms in the brain stem of the cat // Acta Neurobiol. Exptl. 1973.- V. 33.- P. 219-244.

209. Hussard B.D., Kazarinoff and Wan J.N. Theory and Applications of Hopf Bifurcation.- Cambridge.- 1981.

210. Ito M., Kostyuk P., Oshima T. Purther study of anion permeability in cat spinal motoneurones.// J.Physiol.- 1962.-Y.164.1. P.150-156.

211. Jennett S. Breathing pattern during transient chemoreflex response in anaesthetized cats // J. Physiol. (London).- 1978- Y. 280.- P. 63P-64P.

212. Kalia M.P. Anatomical organization of central respiratory neurones // Ann. Rev. Physiol.- 1981.- Y. 43. P. 105-120.

213. Kalman R.E. On minimal partial realization of linear input-output map in aspects of network and system theory. // Kalman R.E. and Claris N.D., Holt, Rinehart and Winston, New York, 1971.

214. Karczewski W.A., Gromysz H. The "split respiratory centre", Lessons from brainstem transections // Adv. Physiol. Sci.-1980.- Y. 10.- P. 587-594.

215. Kling U., Szekely G. Simulation of rhythmic nervous activities. 1: Function of networks with cyclic inhibitions.- 1968, N5. P.89-103.

216. Koepchen H.P., Borchert J., Prank Ch., KliiSsenclorf D., Kolbe K., Sommer D. Respiratory center input-output relation in response to different afferences.- In:Respiratory center and afferent systems / B.Duron. Paris.- 1976.- 59. P. 73-84.

217. Kreuter P., Richter D.W., Camerer H., Senekowitsch R.Morphological and electrical description of medulla respiratory neurones of the cat // Pfliters Arch. jon. Physiol.- 1977.-V. 372.- P. 7-16.

218. Lipski J., Merrill E.G. Electrophysiological demonstration of the projection from expiratory neurones rostral medulla to contralateral dorsal respiratory group. // Brain Research.-1980.- Y.197.- P. 521-524.

219. Loeschke H.H., De Lattre J., Schlaefke M.E., Trouth C.O. Effects on respiration and circulation of electrically stimulating the ventral surface of the medulla oblongata.// Respiration Physiol.- 1970.- Y.10.- P.184-197.

220. Lumsden T. The regulation of respiration. Part. 2. // J. Physiol. (London).- 1923.- V.58.- P.111-126.

221. Matsuoka K. Sustained oscillation generated by mutually inhibiting neurons with adaptation.// Biol.Cybernetics.- 1985,1. N 52.- P.367-376.

222. Marek W., Prabhakar N.R. Electrical stimulation of arterial and central chemosensory afferents at different times in the respiratory cycle of the cat : 1. Ventilatory responses.// Pflugers. Archiv.- 1985.- V.403.- P.415-421.

223. Menon A.S., England S.Y., Vallieres E. Influence of phasic afferent information of phrenic neural output during hyper-capnia.// J.Appl.Physiology.- 1988, V.65 N2.- P.563-569.

224. Merrill E.G. The lateral respiratory neurones in the medulla: their associations with nucleus ambiguus, nucleus retroambi-gualis, the spinal accessory nucleus and the spinal cord. // Brain Res.- 1970.- V.24.- P.11-28.

225. Merrill E.G. The descending pathways from the lateral respiratory neurones in cats.// J. Physiol.(London).- 1971.-V.218. P.82P-83P.

226. Merrill E.G. Interactions between medullary respiratory neurones in cats. // J. Physiol.(London).- 1972.- V.225.- P.72P-74P.

227. Merrill E.G. One souses of the expiratory inhibition of phrenic motoneurones in the cat.// J. Physiol.- 1982.- V.- P.73.

228. Merrill E.G., Lipski J., Kubin L., Pedorko L. Origin of the Expiratory Inhibition of Nucleus Tractus Solitarius Inspiratory Neurones.// Brain Res.- 1983.- V.263.- P.43-50.

229. Mitchell R.A., Loeschcke H.H., Massion W.H., Severinghaus J.W. Respiratory responses mediated through superficial che-mesensitive arias on the medulla.// J. Appl. Physiol.- 1963.-V.18, 3.- P.523-533.

230. Mitchell R.A., Herbert D.A. Synchronized high frequency synaptic potentials in medullary respiratory neurons. // Brain Research.- 1974.- V.75.- P.350-355.

231. Nagashino H., Tamura H., Ushita T. Relations between inintial conditions and periodic firing modesb in reciprocal inhibition neural networks.// Trans.IECE Jpn.J., 1981, 64-A, P.378-385.

232. Quattrochi G.G., Madison R., Kljavin I.G. Integrative structural correlates of central respiratory rhythmicity: a new hypothesis.- In: Neurobiology of the Control of Breathing.-N.Y.- 986.- P.231-241.lation.// J. Exp.Biol.- 1982, 100.- P.23-40.

233. Poore A.B. On the theory and application of the Hopf-Pried-rich bifurcations theory // Arch, for rational mechanics and analysis. 1976. Yol.60, N4.P. 371-397.

234. Pitts R.P., Magoun H.W., Ranson S.W. Localization of the me-dullarry centers in the cat.// Am.J.Physiol.- 1939.- Y.126.-P.673-688.

235. Pitts R.P.The respiratory center and its descending pathways. // J.Comp.Neurol.- 1940.- Y.72.- P.605-625.

236. Reynolds W.J., Milhorn H.T. Transient ventilatory response to hypoxia with and without controlled alveolar P .//J. Appl. Physiol.- 1973.- V. 35.- P.187-196.

237. Richter D.W., Heyde P., Gabriel M. Intracellular recoding from different types of medullary respiratory neurons of the cat.// J. Neurophysiol.- 1975.- V. 38.- P.1162-1171.

238. Richter D.W., Camerer H. et al. Studies on the synaptic interconnection between bulbar respiratory neurones of cats. // Pluger's Arch, ges.- Physiol.- 1979.- V. 380.- Ps245-257.

239. Richter D.W. Generation and maintenance of the respiratory rhythm.// J. exp. Biol.- 1982,- V. 100.- P.93-107.

240. Richter D.W., Champagnat ö., Muffin S. Membrane properties involved in respiratory rhythm generation. In: "Neurobiology of the Control of Breathing.- N.Y.- 1986.- P.141-147.

241. Richter D.W., Ballantyne D., Remmers J.E. The differential organization of medullary post-inspiratory activities.//Pflug. Arch.- 1987.- V. 410, N 3.- P.420-427.

242. Rosenstein R., McCarthy L.E., Borison H.L. Influence of hypo-xid on tidal volume response to OO2 in decerebrate cats. // Respir. Physiol.- 1974.- V. 20.- P.239-250.

243. Rubio J.E. A new mathematical model of the respiratory center // Bull.Math. Biophysics.- 1972, V.34 N3.- P.467-481.

244. Schlaefke M.E., Loeschke H.H. Localisation eines an der Regulation von Atmung und Kreislauf beteiligten Gebietes an der ventrallen Oberflehe der Medulla oblongata durch Kalterblo-ckede.// Pflüger. Srch.- 1967.- Y.297.- P.201-220.

245. Spencer H.J. Programmable nanoampere constant current sources for iontophoresis.// Med.a.Biol.Eng.- 1971.- V.9.- P.683-702.

246. Sprince H., Parker C.M. et al. The inhibitory action of GABA. // J.An.N.Y.Acad.Sei.- 1969.- V.166.- P.323-325.

247. St.John W.M., Bledsoe T.A., Tenney S.M. Characterisation by stymulation of medullary mechanisms underlying gasping neurones sis.// J. Appl. Physiol.- 1985.- V. 58, N 1.- P.121-128.

248. St.John W.M. Maintenance of Respiratory Modulation by Pheumo-taxic Mechanisma in Deep Anesthesia.//Experimental neurology. -1985. P.382-386.

249. St.John W.M. Diffuse pathways oonvey efferent activity from the rostral pontile pneumotaxic center to medullary respiratory regions.// Exp.Neurol.- 1986.- V.94.- P.155-165.

250. St.John W.M.,Zhou Dan. Discharge of vagal pulmonary receptors differentially alters neural activities during various stages of expiration in the cat.// J. Physiol.- 1990.- 424.- P.1-12. 160.

251. Takahashi H.J. Biolodical effects of GABA.// Physiol.Soc.Jap. 1956.- Y.18.- P.325-336.

252. Takahashi H., Tiba M., Yamazaki T., Noguchi P. Spectrum of GABA neurophysiology effects.// Jap. J.Physiol.-, 1958.- V.8.-P.378-390.

253. Tebecis A.K., Ishikawa T. Glycine and GABA as inhibitory transmitters in the medullary reticular formation. // Pflug. Arch.- 1973.- Y.338. P.273-278.

254. Walter G.G. On complex eigenvalues of compartmental models.// Mathematical Biosciences.- 1985, 75.- P.143-157.

255. Weiskopf R.B., Gabel R.A. Interaction between H+ and hypoxia in driving the ventilation of man.- In: Morphology and mechanisms of chemoreceptors.- Delhi.- 1976.- P.299-307.

256. Yuasa Y., Ito M. Coordination of many oscillators and generation of locomotory patterns.// Biol.Cybernetics.- 1990, 63.-P.177-184.1. Принципиальная схема16.ти канального АЦПчасть

257. Рис.2.Принщшиальная схема источника многофазного импульсного

Информация о работе

Филатова, Ольга Евгеньевна
доктора биологических наук
Сургут, 1998
ВАК 03.00.02

Диссертация

Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы