Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина

Андрианов, Вячеслав Вадимович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина"

На правах рукописи

РГб ол

Андрианов Вячеслав Вадимович ;

7 5 ГРИ да

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМБРАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ У ВИНОГРАДНОЙ УЛИТКИ ПРИ ИСТОЩЕНИИ СЕРОТОНИНА И ДОФАМИНА

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

КАЗАНЬ, 2000

Работа выполнена в лаборатории биофизики Казанского физико-технического института КНЦ РАН имени Е.К. Завойского (директор - чл.- корр. РАН K.M. Салихов)

Научный руководитель - доктор биологических наук

Х.Л. Гайнутдинов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

профессор В.Ф. Лысов

доктор медицинских наук профессор P.A. Гиниатуллин

Ведущая организация - Институт нормальной физиологии

им. П.К. Анохина РАМН (г. Москва)

Защита состоится « £ » июля 2000 г. в « ^ » часов на заседании диссертационного Совета К 113.19.02 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13. - физиология человека и животных при Казанском государственном педагогическом университете по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного педагогического университета по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, 1.

Автореферат разослан « » июня 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук,

профессор И.Ш. Макалеев

Ш- sa, о

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время активно исследуется такая нейробиологическая модель долговременных модификаций поведения как долговременная сенситизация, которая позволяет успешно исследовать мембранные и ионные механизмы (Frost et al., 1985; Береговой, Гайнутдинов, 1988; Walters, 1987; Byrne et al., 1991; Никитин и др., 1992; Balaban, Bravarcnko, ¡993; Walters, Ambron, 1995; Береговой, 1996; Никитин, Судаков, 1997; Cleary et al., 1998). Под долговременной сенситизацией (ДС) понимают долговременное усиление реакций на раздражитель в результате предъявления другого (обычно сильного или повреждающего) раздражителя, не зависящее от предшествующего сочетания раздражителей, которое сохраняется в течение нескольких часов и более (Кэндел, 1980). Известно, что ДС как у аплизии, так и у виноградной улитки на поведенческом уровне сохраняется более 2-х недель и блокируется ингибиторами белкового синтеза анизомицином и циклогексимидом (Castellucci et al., 1989; Береговой и др., 1990; Никитин, Козырев, 1993; Bartsch et al., 1995). Во всех проведенных электрофизиологических экспериментах к настоящему времени исследовались характеристики идентифицированных нейронов сразу после выработки ДС (Dale et al., 1987; Walters, 1987; Гайнутдинов, Береговой, 1994; Никитин, Козырев, 1995; Береговой, 1996). В связи с этим представляется интересным проследить сохранение изменений параметров клеток в течение времени сохранения изменений поведенческих реакций.

Интенсификация исследований механизмов обучения и памяти на клеточном уровне привела к новым эксперимент&тьным подходам по изучению нейромедиаторных и модуляторных эффектов серотонина и дофамина и механизмов участия соответствующих систем в явлениях пластичности поведения

(Сахаров, Каботянский, 1986; Farley, Wu, 1989; Wallers, Ambron, 1995; Иерусалимский и др., 1997). Серотонин выступает возбуждающим фактором при сенситизации оборонительных рефлексов, а дофамин является тормозным медиатором (Сахаров, Каботянский, 1986; Сахаров, 1990; Гайнутдинов, Береговой, 1994; Zakharov et al., 1995). Истощение серотонина в нервной системе 5,7-дигидрокситриптамином (5,7-DHT) нарушает долговременное облегчение в сенсорных нейронах аштизии (Glanzman et al., 1989). 5,7-DHT блокирует выработку ДС и у виноградной улитки (Балабан и др., 1992). Найдено также влияние на формирование ДС истощения дофамина амфетамином (Гайнутдинов, Береговой, 1994). Однако эксперименты на пиявке показали, что истощение серотонина в нервной системе при помощи 5,7-DHT хотя и сильно уменьшает выраженность обусловливания у этих животных, но обучаются они существенно лучше, чем при предъявлении несочетанных стимулов (Sahley, 1994; Burrell, Sahley, 1999). Таким образом, исследования мембранных механизмов проявления эффектов воздействия на серотонинергическую и дофаминергическую системы при долговременных пластических изменениях представляется актуальной задачей в рамках проблемы нейробиологии обучения и памяти.

Цели и задачи исследования. Целью работы явилось исследование мембранных , механизмов воздействия на серотонинергическую и дофаминергическую системы при долговременной сенситизации (ДС) у виноградной улитки.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи: "1. Провести детальный анализ изменений электрических характеристик командных нейронов при ДС у виноградной улитки.

2. Исследовать длительность сохранения изменений электрических параметров клеток после формирования ДС.

3. Исследовать па уровне электрических характеристик командных нейронов эффект истощения серотонина в нервной системе нейротоксином 5,6-дигидрокситриптамином на формирование ДС.

4. Провести детальный анализ изменений электрических характеристик командных нейронов при истощении дофамина нейротоксином 6-гидроксидофамином.

5. Исследовать на уровне электрических характеристик командных нейронов эффекты истощения дофамина нейротоксином 6-гидроксидофамином на формирование ДС.

Положения, выносимые на защиту:

1. Выработка долговременной сенситизации у виноградной улитки приводит к уменьшению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения, и эти изменения сохраняются на протяжении сохранения изменений поведенческих реакций (в течение 14 дней).

инъецированных улиток не приводит к изменению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов. Эффектом воздействия 6-OHDA является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации потенциала действия в командных нейронах оборонительного поведения.

Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые обнаружено, что у виноградной улитки после выработки долговременной сенситизации (ДС) уменьшенные величины мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения сохраняются в течение 2-х недель. Впервые найдено, что процедура выработки ДС у улиток, инъецированных 5,6-дишдрокситриптамином, селективно разрушающим серотониновые элементы в нервной системе, не приводит к изменению мембранного и порогового потенциалов командных, нейронов. Впервые показано, что инъекция 6-гидроксидофамина, селективно разрушающего дофаминовые элементы, приводит к деполяризационному сдвигу мембранного потенциала и снижению порога генерации потенциала действия в командных нейронах. Впервые найдено, что при инъекции 6-гидроксидофамина нарушается выработка ДС и не происходит дальнейшего снижения мембранного и порогового потенци&тов командных нейронов.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о механизмах пластичности нервной системы, лежащих в основе обучения и памяти на уровне идентифицируемых элементов нейронной сети. Установление факта длительного сохранения сдвигов характеристик элементов нейронной сети позволяет с большей четкостью определять нейронные локусы долговременных форм пластичности. Показаны изменения электрических характеристик клеток при инъекциях нейротоксинов 5,6-дигидрокситриптамина и 6-гидроксидофамина, веществ, вызывающих специфическую дегенерацию терминалей соответственно серотонин- и дофаминсодержащих нейронов, и блокада этими веществами изменений характеристик клеток, происходящих при обычной выработке долговременной сенситизации. Это позволяет приблизиться к пониманию механизмов, лежащих в основе той важной роли в явлении долговременной памяти, которую играют известные модуляторные системы, в частности серотониновая и дофаминовая.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 1997-1999), республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (II, Казань, 1996; III, Казань, 1997), 5-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Moscow, 1997), Всероссийском симпозиуме "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 1998), XVII Всероссийском физиологическом съезде (Ростов-на-Дону, 1998), Всероссийской школе для молодых ученых по нейробиологии (V, Казань, 1998; VI, Казань, 1999), II Съезде биофизиков России

(Москва, 1999), Conference "Conceptual advances in the studies of associative learning and memory" (Moscow, 1999).

Реализация результатов исследования. По материалам диссертации опубликована 21 публикация. Полученные результаты использованы в курсах лекций на кафедрах химфизики и физиологии человека и животных КГУ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методики, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 121 странице, содержит 23 рисунка и 3 таблицы. Список литературы содержит 213 источников, из них 146 иностранных.

Список наиболее употребляемых сокращений: ДС - долговременная сенситизация; УС, БС - условный и безусловный стимулы; ПД - потенциал действия; Vm - мембранный потенциал (потенциал покоя); Vt - порог генерации потенциала действия; Ее - критический уровень деполяризации; Vs - амплитуда потенциала действия; 5,6- или 5,7- DHT - 5,6- или 5,7-дигидрокситриптамин; 5-НТ - 5-гидрокситриптамин (серотонин); 6-OHDA - 6-гидроксидофамин.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводились на наземном легочном моллюске Helix lucorum (виноградной улитке), крымской популяции. Перед началом экспериментов животные не менее 2-х недель находились в активном состоянии. Долговременную сеиситизацию оборонительного рефлекса вырабатывали по отработанной схеме (Береговой, Гайнутдинов, 1988) с помощью электрошоков. Животные получали стимул электрическим током в область головы 4 раза в день в течение 4-х дней с интервалом в 1,5-2 часа. Длительность каждого стимула составляла 1/2 с. Ток имел следующие характеристики: прямоугольные импульсы тока амплитудой 6-8 мА, длительностью 10 мс, частотой 50 Гц. Критерием изменения оборонительной реакции и выработки ДС служило значительное увеличение времени закрытого состояния дыхательного отверстия после его закрытия в ответ на предъявление тестирующего тактильного раздражения мантии по сравнению с исходной реакцией (Frost et al., 1985; Castellucii et al., 1986; Гайнутдинов, Береговой, 1994).

Для снижения уровня серотонина и дофамина в нервной системе применялись соответственно 5,6-дигидрокситриптамин (5,6-DHT) и 6-гидроксидофамин (6-OHDA) фирмы "Sigma". Нейротоксины вводили растворенными в 0,1 мл физиологического раствора для виноградной улитки с добавлением 0,1% аскорбиновой кислоты. Контролем служили улитки, которым вводили физиологический раствор в те же сроки. Инъекции нейротоксинов проводили в различных дозах в один или в два приема с промежутком в 1 неделю (дозы приведены в результатах). Поведенческие эксперименты начинались спустя 1 неделю после последнего укола.

Работа велась на идентифицированных нейронах дуги оборонительного рефлекса двух групп: командных и моторных (Максимова, Балабан, 1983).

Исследование мембранных характеристик проводили на препаратах изолированной нервной системы животных, а также па полуинтактных препаратах. Перед препаровкой улитки в целях анестезии помещались в смесь воды со льдом на 15-30 минут. Изолированный препарат нервной системы состоял из нервного кольца, куда входил подглоточный комплекс ганглиев. Как в случае полуинтактного, так и при использовании изолированного препарата, нервная система помещалась в солевой раствор следующего состава: NaCl-80mM, KCi-4mM, CaCl2-7mM, MgCl2-5mM, NaHC03-5mM (или Tris-5mM); pH- 7,6-7,8.

Электрофизиологические измерения проводились при комнатной температуре с применением внутриклеточных стеклянных микроэлектродов, имевших сопротивление 5-50 МОм и заполненных раствором 2,5М КС1. Подведение микроэлектродов к нейронам и регистрация осуществлялись под визуальным контролем с помощью бинокулярного микроскопа. В ходе эксперимента регистрировались следующие параметры электрической активности нейронов: потенциал покоя (V.т), амплитуда потенциала действия (Vs), критический уровень деполяризации (Ее), овершут и порог генерации потенциалов действия ( Vt) (рис. 1).

Потенциал покоя определяли по точке у наименьшего изменения мембранного потенциала между спайками. Порог генерации потенциала действия определяли как разницу между потенциалом покоя и значением мембранного потенциала, при котором скорость нарастания потенциала достигата определенного значения (Ходоров, 1969; Andersen et ai, 1987); в нашем случае это была величина 1 В/сек.

В работе приведены средние значения измеряемых величин и стандартные ошибки среднего (принятое международное обозначение: M ± SEM). Достоверность отличий средних значений параметров в разных группах животных (сериях экспериментов) и изменений параметров в конкретной группе на разных этапах эксперимента проверяли по t-критерию Стьюдента (Лакин, 1990).

Рис.1

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ

Выработка ДС. Тестирование оборонительного поведения группы животных во время процедуры формирования ДС показывает постепенное увеличение времени закрытого состояния пневмостома (Тс) в ответ на тактильную стимуляцию. Этот параметр увеличился с исходного среднего уровня в 13с до примерно 50с после 4-х дней сенситизации (рис. 2). Проверка достоверности изменений Тс показывает, что уже после первого дня сенситизации среднее время закрытия пневмостома у селсигизированных улиток начинает отличаться от контроля с высокой степенью достоверности (р<0,001).

На начальном этапе экспериментов для получения более полной картины влияния процедуры выработки долговременной сенситизации на поведение улиток

Рис. 2. Динамика изменения реакции пневмостома улиток при выработке сенситизации. ДС и К - группы сенситизированных и контрольных животных. Ось ординат продолжительность закрытого

состояния пневмостома в ответ на тактильный стимул мантии, Тс в сек. Ось абсцисс - этапы эксперимента, где: а - тест до начала 4-х дневной процедуры ДС; 1 (2, ...) - тесты, соответственно, через 1 (2, ...) дня пойле начала ДС.

одновременно рассматривали еще несколько параметров. Наблюдение за потреблением животными корма показывает постепенное уменьшение его среднего значения в ходе выработки ДС примерно в 5 раз (с 500 до 100 мг в сутки). Рассмотрение реакции омматофор в ответ па предъявление тактильного стимула показывает, что этот параметр после выработки ДС также достоверно увеличивается по сравнению с исходным уровнем и по сравнению с контролем (в среднем на 100%).

Анализ электрических характеристик командных нейронов оборонительного рефлекса ЬРа2, ИРа2, ЬРаЗ и КРаЗ и мотонейронов открытия и закрытия пневмостома проводился на следующий день после окончания выработки ДС. Типичный ответ командного нейрона на тактильное раздражение ноги или мантии улитки был представлен возбуждающими постсинаптическими потенциалами (ВПСП) или деполяризационной волной, способными переходить в потенциал действия. Было найдено, что у сенситизированных улиток вероятность генерации потенциалов действия в этих клетках значительно выше, чем у контрольных животных.

Измерения электрических параметров мембран командных нейронов показывают, что у сенситизированных животных потенциал покоя и пороговый потенциал уменьшаются на 5-8 мВ по сравнению с контрольными животными и начальным уровнем.

Раздельное рассмотрение командных нейронов показало следующее. В командных нейронах ЬРаЗ и ЯРаЗ мембранный потенциал (Ут) у интактных улиток достигал значения -62,4±1,0 мВ (п=17), порог генерации потенциалов действия (VI) был равен 20,5+0,4 мВ (п=14), критический уровень деполяризации (Ее) был —40,9±1,2 мВ (п=14). Значения этих параметров для нейронов ЬРа2 и 11Ра2 были следующими: Ут = -61,3±1,2 мВ (п=12), VI = 19,6+0,5 мВ (п=10), Ее = -40,0+1,2 мВ (п=10). После формирования ДС Ут и Vt в командных нейронах уменьшаются до -53,9±0,5 мВ (п=29) и 15,1±0,4 мВ (п=14) соответственно в нейронах ЬРаЗ и КРаЗ, и в нейронах ЬРа2 и ЯРа2 до -55,0+1,1 мВ (п=20) и 14,7±0,5 мВ (п=10). Отличие от контроля достоверно с р<0,001. Ее остается неизменным: -40,1+0,8 мВ и -40,7+0,9 мВ. Достоверных изменений в форме потенциала действия,

включая амплитуду, продолжительность и овершут не отмечено. Объединенные по всем четырем клеткам параметры приведены на рис. 3. По видимому, эти изменения и являются основной причиной увеличенной возбудимости командных нейронов. На рис. 4 показаны примеры электрической активности в командных и моторных нейронах контрольных и сенситизированных улиток.

Измерения характеристик мотонейронов в экспериментальной серии с выработкой ДС и у интактных улиток показало отсутствие достоверных изменений при сенситизации (табл. 1).

Таким образом, на уровне нейронной дуги оборонительного рефлекса были найдены мембранные корреляты долговременной сенситизации в ключевых, командных нейронах, обеспечивающих запуск оборонительного поведения. В дальнейшем пойдет рассмотрение только этих параметров.

Таблица 1, Значения мембранного потенциала покоя (Vm), порогового потенциала (Vг) и амплитуды потенциала действия (Vs) мотонейронов закрытия (3) и мотонейронов открытия (О) интактных (Контроль) и сенситизированных (ДС) улиток, п - количество исследованных нейронов.

п Vm, мВ Vt, мВ Vs, мВ

Контроль (3) 21 -49,3±0,7 7,5±0,3 61,0+1,8

ДС (3) 19 -49,3+0,8 7,4±0,3 61,5±1,2

Контроль (О) 17 -50,3±1,6 8,3±0,5 63,3±1,9

ДС (О) 22 -50,7±1,5 8,0±0,3 63,5+1,5

-Vm, мВ Vt, мВ -Ее, мВ

к ДС К ДС К ДС

Рис. 3. Изменения мембранных параметров командных нейронов при выработке ДС: потенциал покоя (Ут), порог генерации потенциала действия (Г/), критический уровень деполяризации (Ее). ДС - группа, у которой вырабатывалась сенситизация, К - контрольная группа. Ось ординат - потенциал, в мВ. * - отличие с уровнем достоверности р<0,001. п - количество исследованных нейронов.

v, мв

20Н О -20-\ -40 -60' -80

Контроль

дс

V, мВ [Т1

^ Контроль

0 -20 -40' -60-1

гу

г"

ДС

г1

ИИ

И/

100 мс

1 сек

Рис. 4. Примеры записи электрической активности командного нейрона оборонительного рефлекса ЬРа2 (А) и мотонейрона закрытия пневмостома УЗ (Б) в разных сериях эксперимента у виноградной улитки. Показана активность нейронов у контрольных (Контроль) и сенситизированных (ДС) животных. В случае (А) представлены ответы на электрическую стимуляцию. (Б) - спонтанная активность. Пунктирными линиями показаны потенциалы покоя. Ось ординат -потенциал, в мВ.

Длительность сохранения ДС и нейрональных коррелятов. Длительное тестирование оборонительного поведения пневмостома животных после формирования ДС показало сохранение увеличенного значения Тс на протяжении одного месяца. К исходу месяца после окончания процедуры выработки ДС реакция пневмостома у сенситизированных и контрольных животных перестает достоверно отличаться.

Электрические характеристики командных нейронов регистрировали перед процедурой сенситизации, а также на 1-й, 4-й, 7-й, 10-й и 14-й дни, и через месяц после выработки ДС. Всего было исследовано 120 нейронов у улиток на разных сроках после формирования ДС. Выработка ДС привела, как и ранее, к достоверному (р<0,001) уменьшению средних значений Ут (с -60,9+0,3 до -54,1+0,4 мВ) и VI (с 19,9±0,2 до 14,5±0,6 мВ). Дальнейшие измерения электрических характеристик нейронов показывают сохранение этих изменений в течение, по крайней мере, 14 дней после выработки ДС (рис. 5), что означает длительное сохранение повышенной возбудимости нейронов. Через месяц после формирования ДС Ут и Ъ'г возвращаются на прежний уровень и становятся недостоверно отличимы от контроля (Ут=-61,1+0,4; Г/= 19,3+0,3). Параметры клеток контрольных улиток, зарегистрированные на 7 и 14 дни эксперимента, не показали достоверного отличия от начального уровня: Ут = -60,4±0,5 (п=10), К/ = 19,7±0,5 (п=9) и Ут = -60,0±0,7 (п=6), VI = 20,2±0,8 (п=5). .

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что длительное сохранение поведенческих феноменов при долговременной сенситизации сопровождается и, по-видимому, является следствием длительных изменений электрических характеристик командных нейронов оборонительного рефлекса закрытия пневмостома.

Л'щтУ 62 60 58 56 54 52

1 4 7 10 14 30

Ъдни

лг, мв 22 20 18 16 14 12

Д-,

гН гЦ _1_

6 10 16 20 15

4 7 10 14 30

Ъдпи

Рис. 5. Динамика сохранения измененных при ДС мембранных параметров командных нейронов: А) потенциал покоя (Ут), Б) порог генерации потенциала действия (Кг). Ось ординат - потенциал, в мВ. Ось абсцисс - этапы эксперимента, где: а - параметры до начала процедуры выработки ДС; 1 (4, ...) - дни, прошедшие после выработки ДС. Числа в столбцах - количество исследованных нейронов.

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ СЕРОТОНИНА В ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ

Влияние истощения серотонина нейротоксином 5,6-БНТ на выработку

ДС. Истощение серотонина проводилось в четырех вариантах: 2 укола в дозе по 10 мг/кг веса с интервалом в 7 дней, 1 укол в дозе 20 мг/кг, 2 укола в дозе по 15 мг/кг веса с интервалом в 7 дней и 1 укол в дозе 30 мг/кг веса. Предварительные исследования показали, что проведение инъекций блокатора в два приема или в один приводит к схожим по величине последствиям. Поэтому в дальнейшем проводилось совместное усреднение в 1-ми 2-м вариантах, а также в 3-м и 4-м. Таким образом в дальнейшем будет идти речь о применении 5,6-БНТ в двух дозах: 20 и 30 мг/кг веса животного.

Рис. 6. Выработка ДС у улиток после 5,6-РНГ

инъекции физиологического раствора (ФР) и у улиток после введения 5,6-БНТ в дозах 20 и 30 мг/кг веса. К -группа животных с инъекцией физиологического раствора, но без дальнейшей выработки ДС. Ось ординат - продолжительность закрытого состояния пневмостома в ответ на тактильный стимул мантии, Тс в сек. Ось абсцисс - этапы эксперимента, где: а - тест до начала инъекций, Ь - тест перед началом ДС, 1 (2, ...)-тесты, соответственно, через 1 а Ь 1 (2,...) дня после начала выработки ДС.

Ъдаи

10 ,

При сенситизации животных после введения 20 мг/кг 5,6-ОНТ параметр Тс достоверно (р<0,001) увеличился с 17,3±2,1 с до 53±5,9 с (рис. 6). У улиток, сенситизированных после введения блокатора в дозе 30 мг/кг, формирования ДС не происходило - время оборонительной реакции до укола - 16,8±2,1 с, после тренировки ДС - 16,5 ±2,2 с. Различия с группой контрольных улиток, получивших инъекцию физиологического раствора, недостоверны. Тренировка ДС у животных после инъекции физиологического раствора приводит к постепенному увеличению времени Тс с 17,4+2,1 с до 49,6+4,3 с, то есть к состоянию сенситизированности.

Таким образом, уменьшение уровня серотонина с помощью 5,6-ОНТ ведет к нарушению формирования долговременной сенситизации по предложенной методике. Результаты также демонстрируют наличие концентрационной зависимости влияния нейротоксина 5,6-ОНТ на долговременную сенситизацию. Видно, что излом этой зависимости лежит между примененными дозами.

Влияние истощения серотонина иейротоксином 5,6-ЮНТ на характеристики командных нейронов при выработке ДС. Нанесение электрошоков улиткам, которым вводили физиологический раствор, приводит к развитию ДС, что сопровождается изменениями на нейрональном уровне.

Потенциал покоя командных нейронов этих улиток уменьшился с -60,9±0,5 мВ после инъекции физиологического раствора до -55,5+0,3 мВ, а порог снизился до 19,7±0,4 мВ до 15,6±0,8 мВ. Полученные в контрольных экспериментах результаты показали, что инъекция 5,6-ОНТ улиткам сопровождается изменениями электрических характеристик командных нейронов -зарегистрировано уменьшение

-Ут,мВ

62- т

Д-,

К ДС ФР <Н" 20 20 30 30 +ДС +ДС +ДС

ПмВ 22-го 18 16 14 12

Д,

К ДС ФР № 20 20 30 30-

+ДС +ДС +ДС

Рис. 7. Изменения мембранного потенциала, ¥т (а) и порога генерации потенциала действия, К; (б) командных нейронов при инъекциях физиологического раствора и 5,6-ОНТ с последующей выработкой ДС. К - контрольная группа, ФР - животные, которым вводили физиологический раствор, 20, 30 - группы улиток, которым вводили 5,6-ОНТ в концентрациях 20 и 30 мг/кг веса. ДС, ФР+ДС, 20+ДС, 30+ДС -группы с последующей выработкой сенситизации. Ось ординат 'потенциал в мВ. Числа в столбцах - количество исследованных нейронов.

потенциала покоя с -61,3+0,3 мВ до -57,1±0,5 мВ и -57,2+0,3 мВ при действии нейротоксина в дозах 20 и 30 мг/кг веса соответственно и снижение Vt с 19,9±0,6 мВ до 16,8±0,5 мВ и 16,8+0,4 мВ соответственно (рис. 7). Изменения амплитуды потенциалов действия и критического уровня деполяризации были не достоверны. Нанесение электрошоков улиткам, которым вводили нейротоксин 5,6-DHT, не сопровождалось дальнейшим изменением потенциала покоя (значения -57,0±0,4 мВ и -57,5±0,3 мВ для доз 20 и 30 мг/кг веса соответственно) и Vt (значения 16,9+0,4 мВ и 16,9+0,8 мВ) (рис. 7). Изменения Vs и Ее были недостоверны.

В отдельной серии экспериментов был поставлен вопрос о том, как влияет выработка ДС на динамику восстановления сдвигов в Vm и Vt, происходящих в результате инъекции 5,6-DHT. При этом было интересно проследить, не проявится ли эффект сдвига характеристик командных клеток, вызываемый процедурой выработки ДС, после окончания действия нейротоксина, инъекция которого сама по себе вызывает подобный сдвиг. Найдено, что процедура выработки ДС на фоне действия нейротоксина не сказывается заметным образом на ходе восстановления характеристик нейронов. Динамика в целом повторяет картину сохранения сдвигов характеристик нейронов без последующей выработки сенситизации.

Таким образом, при нарушенной работе серотониновой системы не происходит формирования ДС на поведенческом уровне, а на нейрональном уровне это воздействие не сопровождается изменениями электрических параметров командных нейронов. Полученные результаты дают подтверждение необходимой роли серотонина в явлении ДС (Glanzman et al., 1989; Балабан и др., 1992).

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ДОФАМИНА В ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ

Влияние истощения дофамина нейротоксином 6-OHDA на выработку

ДС. Прохождение процедуры выработки ДС группами животных, получивших инъекции 6-OHDA в дозах 20, 30 и 45 мг/кг, не привело к изменению реакции пневмостома на тестовую стимуляцию (рис. 8). Различия динамики Тс в этих группах недостоверны. Не наблюдается также отличий и по сравнению с улитками после введения физиологического раствора без ДС. Не прослеживается также концентрационной зависимости, что, по видимому, обусловлено перекрытием некоторой пороговой величины во всех трех случаях применения 6-OHDA. Тестирование формирования ДС у улиток после инъекции физиологического раствора показывает четкую выработку ДС на уровне поведения.

Таким образом, при нарушенной работе дофаминовой системы нейротоксином 6-OHDA, начиная с дозы 20мг/кг веса, не происходит формирования долговременной сенситизации, что говорит о важной роли дофаминовой системы в явлении выработки сенситизации.

Влияние истощения дофамина нейротоксином 6-OHDA на характеристики нейронов при выработке ДС. Измерение электрических характеристик командных нейронов показало, что введение 6-OHDA приводит к

Тс, 60 -1

5040 30 20 10-1 0

-■— 01ГОА+ДС -•— ФР+ДС

—А—ФР

-1

-4-4----

-А -ч

и дни

Рис. 8. Выработка ДС у улиток после инъекции физиологического раствора ( ФР+ДС) и у улиток после введения 6-ОРГОА в дозе 30 мг/кг веса. Ось ординат - продолжительность закрытого состояния пневмостома в ответ на тактильный стимул мантии, Тс в сек. Ось абсцисс - этапы эксперимента, где: а - тест до начала инъекций; Ь - тест на следующий день после последней инъекции; с - тест до начала ДС; 1 (2, ...)-тесты, соответственно, через 1 (2, ...) дня после начала ДС (4 -тест на следующий день после окончания ДС).

-Ут, мВ 64-

62 60 58 56 54 52-1

п=15

п=18

VI,

мВ

ФР ФР +ДС ОН1)А ОЬГОА +ДС

12 J

п=9

ФР ФР +ДС СНША ОНОА +ДС

Рис. 9. Мембранные параметры командных нейронов, а) - потенциал покоя (Ут), б) - порог генерации потенциала действия (Р7). ФР -животные, которым вводили физиологический раствор, ФР+ДС - группы с последующей выработкой сенситизации. ОРГОА и ОНОЛ+ДС -группы, которым вводили 6-ОНВА в дозе 30 мг/кг веса. Ось ординат -потенциал в мВ. * - группы отличающиеся от ФР. п - количество исследованных нейронов

• 13

деполяризации мембран клеток. В случае применения дозы 30 мг/кг Ут достоверно (р<0,05) смещается до -56,4±0,7 мВ по сравнению с -59,7+0,7 мВ у улиток после введения физиологического раствора и -59,6±0,9 мВ у улиток до проведения инъекций нейротоксина и физиологического раствора (рис. 9. а). Достоверно снижение Ут и в случае применения дозы нейротоксина в 45мг/кг. При этом у клеток при применении дозы 30 мг/кг снижается (р<0,05) величина К? примерно на 2 мВ. Следует отметить, что сдвиги в VI имеют менее уверенный характер вследствие большего разброса и меньшей величины (рис. 9. б). Еще большая неопределенность наблюдается для параметров К? и Ее. Можно лишь говорить о их недостоверных изменениях. Таким образом, сама инъекция б-ОНБА ведет к деполяризации мембран командных нейронов.

Нанесение сенситизирующих электрошоков улиткам, которым вводили физиологический раствор, приводит к стандартному развитию ДС, а на нейрональном уровне отмечаются сопутствующие изменения электрических характеристик командных нейронов (рис. 9). Изменения же Ут и К/ после ДС у улиток, которым вводили б-ОНЭА, недостоверны по отношению к их значениям после инъекций до ДС. Остальные параметры (Кя и Ее) проявляют недостоверные изменения после ДС у всех групп. То есть, применение нейротоксина 6-01ГОА, селективно разрушающего дофаминовые элементы в нервной системе, не только не усиливает выраженность ДС (что можно было бы ожидать исходя из его тормозных функций), а, наоборот, нарушает способность к ДС. Такой результат свидетельствует о том, что в формировании долговременной сенситизации активную роль играет не только серотонин, но и дофамин.

Таким образом, исключение дофамина из работы нервной системы приводит к нарушению формирования ДС как на повсдснчсском уровне, так и на уровне электрических параметров командных нейронов.

Динамика восстановления мембранных параметров, измененных применением нейротоксина б-ОНБЛ. В отдельной серии была прослежена динамика сохранения обнаруженных изменений электрических параметров нейронов, вызванных введением животным нейротоксина б-ОНОА. Для инъекций была выбрана доза в 30 мг/кг веса. Введение вещества проводилось в два приема по 15 мг/кг веса с интервалом в 7 дней. Электрические характеристики командных нейронов регистрировали через 1, 10, 20 и 30 дней после инъекций. Всего было исследовано 30 улиток на разных сроках после инъекций. Введение 6-ОНБА привело к достоверному (р<0,05) уменьшению средних значений Ут (с -59,7±0,7 до -57,5+0,7 мВ) и Гг (с 19,4±0,4 до 18,1+0,2 мВ). Дальнейшие измерения электрических характеристик нейронов показали сохранение достоверного отличия этих параметров по отношению к их первоначальному уровню и по отношению к характеристикам нейронов животных, получивших инъекцию физиологического раствора, в течение 10 дней. Через 20 дней после инъекций изменения в Ут и Кг уменьшаются и становятся недостоверно отличимы от контроля (Юи=-59,9.2+0,8;

19,8+0,2) и начального уровня.

Таким образом, сдвиг значений электрических параметров командных нейронов, вызванный введением нейротоксина 6-OHDA, устойчиво сохраняется на протяжении 10 дней.

Как показывают результаты отдельной серии экспериментов, попытка сформировать ДС на фоне действия 6-OHDA не приводит к изменению временного характера восстановления Vm и Vi.

Можно заключить, что инъекция 6-OHDA полностью блокирует изменения мембранных характеристик командных нейронов при ДС, а их сдвиги при выработке ДС без инъекций опосредуются работой дофаминовой системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нами и другими авторами (Береговой, Гайнутдинов, 1988; Никитин, Козырев, 1995) было найдено изменение электрических характеристик при долговременной сенситизации (ДС) в командных нейронах оборонительного рефлекса у виноградной улитки. Найдено уменьшение исходного потенциала покоя и порога генерации потенциала действия при неизменном значении критического уровня деполяризации. Главным результатом этих изменений является увеличение возбудимости командных нейронов сети оборонительного рефлекса закрытия пневмостома. Впервые было продемонстрировано длительное (не менее 2-х недель) сохранение повышенной возбудимости командных нейронов после формирования ДС, что выражается в сохранении сниженных величин мембранного потенциала и порога генерации потенциала действия. Можно предположить, что изменения возбудимости командных нейронов обусловливают на поведенческом уровне усиление оборонительных реакций при долговременной сенситизации, которая сохраняется не менее 2-х недель.

В последние годы появились данные, демонстрирующие медиатор-зависимое поведение у различных животных (Сахаров, Каботянский, 1986; Dale et al., 1988; Сахаров, 1990; Балабан, Захаров, 1992; Малышев и др., 1997; Щевелкин и др., 1997). Показано, что возбуждающим медиатором в поведении и локомоторных движениях у моллюсков обычно является серотонин; в тормозном контроле этих форм поведения участвует дофамин (Sakharov, Salanki, 1982; Сахаров, Каботянский 1986; Иерусалимский и др., 1997). Наши результаты демонстрируют необходимость серотопинергической и дофаминергической систем для возникновения ДС. Нарушение работы серотониновой системы ведет к блокаде формирования ДС. Это хорошо вписывается в имеющееся в литературе представление о том, что формирование ДС происходит вследствие значительного увеличения выброса серотонина из синаптических окончаний (Clark, Kandel, 1993). Вопреки ожиданиям, наши результаты показывают, что применение нейротоксина 6-OHDA, селективно разрушающего дофаминовые элементы в нервной системе, не только не усиливает выраженность ДС или ускоряет его формирование (что можно было бы ожидать исходя из его тормозных функций), а, наоборот, нарушает способность к ДС. Из полученных нами результатов следует, что процедура формирования ДС у улиток со сниженным уровнем серотонина и дофамина в

нервной системе не сопровождается дальнейшим снижением мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения по сравнению с животными после инъекций этих веществ, без выработки ДС.

Таким образом, наши результаты свидетельствуют о том, что длительное сохранение измененных процедурой сенситизации поведенческих реакций, по видимому, определяется длительным сохранением повышенной возбудимости командных нейронов оборонительного поведения, а формирование долговременной сенситизации затрагивает пути, в которых нейромедиаторами и нейромодуляторами выступают серотонин и дофамин.

ВЫВОДЫ

1. Выработка долговременной сенситизации (ДС) приводит к деполяризационному сдвигу мембранного потенциала и уменьшению порога генерации потенциала действия командных нейронов оборонительного поведения при неизменном значении критического уровня деполяризации. Электрические характеристики моторных нейронов открытия и закрытия пневмостома при формировании ДС не изменяются .

2. Сдвиги в электрических характеристиках командных нейронов, вызванные ДС, сохраняются в течение двух недель после выработки сенситизации.

3. Инъекции 5,6-дигидрокситриптамина (5,6-ОНТ), истощающего серотонин, и р-хлорфенилаланина, блокирующего синтез серотонина, ведут к нарушению выработки ДС на поведенческом уровне.

4. Процедура выработки ДС у 5,6-ОНТ-инъецированных улиток не приводит к уменьшению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки.

5. Инъекция 6-гидроксидофамина (6-ОНОА), истощающего дофамин, блокирует выработку ДС у виноградной улитки на поведенческом уровне.

6. Эффектом введения 6-ОНОА, истощающего дофамин, является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации потенциала действия в командных нейронах оборонительного поведения при регистрации через неделю после последней инъекции. Сдвиги в электрических характеристиках командных нейронов, вызванные введением 6-ОНОА, сохраняются более 10 дней.

7. Процедура выработки ДС после инъекции 6-ОНОА, истощающего дофамин, не приводит к уменьшению мембранного и порогового потенциала командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Гайнутдинов X.JL Влияние 5,6-дигидрокситриптамина на мембратеый и пороговый потенциалы командных нейронов при формировании долювременной сенситизации у виноградной улитки // Докл. АН. - 1998. - Т.361, №2. - С. 268-271.

2. Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Тарасова Е.А. Электрические характеристики комащных и моторных нейронов при выработке условного оборонительного рефлегса и формирования долговременной сенситизации у улиток // Жури. высш. шрвн. деят. - 1998. - Т. 48, № 6. - С. 10041013.

3. Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В„ Гайнутдинова Т.Х. Воздействие нейротоксинов 5,6-дигидрокситриптамика и р-хлорфенилаланина на параметры электрической активности командных нейронов при долговременной сенситизации и обучении у виноградной улитки // Жури. высш. нервн. деят. -1999.-Т. 49,№ 1.-С.48-58.

4. Гайнутдинова' Т.Х., Андрианов Вв., Назырова P.P., Гайнутдинов Х.Л. Исследование длительности сохранения электрических характеристик командных нейронов при выработке дсчговременной сенситизации у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. • 1999. - Т. 49, №. 6. - С. 10631065.

5. Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Гайнутдинов Х.Л. Электрофизиологическое исследование влияния 6-гидроксидофамина на формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки // Докл. АН.- 2000.-Т. 373, №3.

Тезисы докладов:

6. Andrianov V.V., Gainutdinov Kh.L., Gainutdinova Т.Н. Long-term sensitization in snail: influence of various concentrations of 5,6-dihydroxytriptamine and p-clorphenilalanine // Abstracts of the 5-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology. Moscow, 1997, p.2.

7. Gainutdinov Kh.L., Gainutdinova Т.Н., Andrianov V.V. Influence of selective serotonin neurotoxin on electrical characteristics of command neurons during learning and long-term sensitization // Abstracts of the 5-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology. Moscow, 1997, p.21.

8. Андрианов B.B., Гайнутдинова Т.Х. Влияние блокады серотонина нейротоксином 5,6-дигидрокситриптамином на различные модификации поведения у виноградной улитки // 3 республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов. Казань, 1997, с. 13.

9. Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В. Зависимость формирования долговременной сенситизации от концентраций нейротоксинов 5,6-дигидрокситриптамина и р-хлорфенилаланина // 3 республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов. Казань, 1997, с. 9.

Ю.Андрианов В.В. Исследование электрических характеристик командных нейронов при истощении серотонина и долговременной сенситизации // Тезисы Всероссийского симпозиума "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке". Казань, 1998, с. 5.

11.Гайнутдинов Х.Л., Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Тарасова Е.А. Роль серотонина в долговременной сенситизации и выработке условного

оборонительного рефлекса у улитки: электрофизиологические исследования // XVII Всероссийский физиологический съезд. Ростов-на-Дону, 1998.

12.Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Гайнутдинов X.JL, Тарасова Е.А. Мембранные корреляты долговременной сенситизации и ассоциативного обучения у виноградной улитки // XVII Всероссийский физиологический съезд. Ростов-на-Дону, 1998.

13.Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х. Влияние истощения дофамина на выработку долговременной сенситизации у виноградной улитки // 5 Всероссийская школа для молодых ученых по нейробиологии. Казань, 1998, с. 23.

14.Назырова P.P., Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В. Исследование длительности сохранения электрических характеристик командных нейронов при выработке долговременной сенситизации у виноградной улитки // 5 Всероссийская школа для молодых ученых по нейробиологии. Казань, 1998, с. 52.

15. Гайнутдинова Т.Х., Гайнутдинов Х.Л., Зефиров А.Л., Андрианов В.В., Тарасова Е.А. Роль ассоциативных и неассоциативных форм пластичности в интегративных функциях мозга // Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 150-летию со дня рождения академика И.П.Павлова. С-Петербург, 1999. Тезисы докладов, с. 114.

16.Gainutdinov Kh.L., Andrianov V.V., Arkhipova S.S., Gainutdinova T.Kh. Associative learning and long-term sensitization in integral mechanisms of adaptive behavior. Mechanisms of adaptive behavior. St.Petersburg, 1999. Abstracts, p. 104-

17.Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Мухамедшина Д.И., Мещанинова А.В., Назырова P.P. Роль серотонина в длительных изменениях электрических характеристик нейронов при долговременной сенситизации // Актуальные проблемы нейробиологии. VI Всероссийская школа молодых ученых 26-28 октября 1999 г. Тезисы пленарных докладов и стендовых сообщений. Казань, 1999, с. 28-30.

18.Андрианов В.В. Исследование мембранных механизмов формирования долговременной сенситизации у виноградной улитки // Теоретические основы физической культуры. Материалы международной конференции. Казань, 1999,

19.Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Назырова P.P., Гайнутдинов X.JI. Корреляция долговременной сенситизации оборонительного рефлекса с длительным сохранением изменений электрических характеристик командных нейронов // II Съезд биофизиков России. Москва, 1999, с. 232.

20.Gainutdinov Kh.L., Andrianov V.V., Gainutdinova Т.Н., Nazyrova R.R., Tarasova Е.А. Effect of dopamine depletion on electrical characteristics of snail's command neurons during long-term sensitization // Abstracts of the Conference "Conceptual advances in the studies of associative learning and memory". Moscow, 1999, p. 42.

21. Andrianov V.V., Gainutdinov Kh.L., Gainutdinova Т.Н., Nazyrova R.R., Tarasova E.A. Long-lasting changes of electrical characteristics of command neurons after long-term sensitization of intact and serotonin-depleted snails // Abstracts of the Conference "Conceptual advances in the studies of associative learning and memnrv". Moscow, 1999, p. 15.

105.

c. 83-84.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Андрианов, Вячеслав Вадимович

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. АССОЦИАТИВНЫЕ И НЕАССОЦИАТИВНЫЕ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕДЕНИЯ

2.1.1. Простые формы обучения

2.1.2. Ассоциативное обучение.

2.2. РОЛЬ СЕРОТОНИНА И ДОФАМИНА В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

2.2.1. Дофамин в нервной системе моллюсков

2.2.2. Серотонин в нервной системе моллюсков.

2.3. ДОЛГОВРЕМЕННАЯ СЕНСИТИЗАЦИЯ.

2.3.1. ДС оборонительных рефлексов моллюсков, вызываемая электрическими и химическими импульсами

2.3.2. ДС, вызываемая с помощью серотонина.

2.4. КЛЕТОЧНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ.

2.4.1. Изменения в синаптической передаче при ДС.

2.4.2. Мембранные и кальций-зависимые метаболические механизмы долговременной ноцицептивной сенситизации.

3. МЕТОДИКА.

3.1. ОБЪЕКТ.

3.2. ДУГА ОБОРОНИТЕЛЬНОГО РЕФЛЕКСА

3.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ГРУППЫ ЖИВОТНЫХ.

3.4. ВЫРАБОТКА ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ.

3.5. ТЕСТОВЫЕ ПРОЦЕДУРЫ.

3.6. ПРОВЕДЕНИЕ ИНЪЕКЦИЙ

3.7. ПРЕПАРАТ

3.8. РЕГИСТРАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕЙРОНОВ

3.8.1. Регистрирующая установка.

3.8.2. Электрические характеристики нейронов

3.9. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДС

4.1.1. Выработка ДС.

4.1.2. Электрические характеристики командных и моторных нейронов оборонительного поведения при ДС.

4.1.3. Зависимость реакций пневмостома и характеристик нейронов от сезона и популяций животных.

4.1.4. Длительность сохранения ДС

4.1.5. Длительность сохранения нейрональных коррелятов ДС

4.2. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ СЕРОТОНИНА В ДС.

4.2.1. Влияние блокады синтеза серотонина с помощью р-ХФА на выработку ДС

4.2.2. Влияние истощения серотонина нейротоксином 5,6-ОНТ на выработку ДС

4.2.3. Влияние истощения серотонина нейротоксином 5,6-ОНТ на характеристики командных нейронов при выработке ДС

4.2.4. Влияние ДС на динамику восстановления мембранных параметров, измененных нейротоксином 5,6-ОНТ

4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ДОФАМИНА В ДС.

4.3.1. Влияние истощения дофамина нейротоксином 6-ОНБА на выработку ДС

4.3.2. Влияние истощения дофамина нейротоксином 6-ОНБА на характеристики командных нейронов.

4.3.3. Влияние истощения дофамина нейротоксином 6-ОНГОА на характеристики командных нейронов при выработке ДС

4.3.4. Динамика восстановления мембранных параметров, измененных применением нейротоксина 6-ОНБА

4.3.5. Влияние ДС на динамику восстановления мембранных параметров, измененных нейротоксином б-ОНБА

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина"

Актуальность исследования. Изучение механизмов биофизических и биохимических процессов, происходящих в нервной системе и лежащих в основе обучения и памяти, является одной из основных проблем нейробиологии (Woody, 1986; Byrne, 1987; Thompson, 1987; Балабан и др., 1992; Hawkins et al., 1993). Анализ этих процессов, определяющих длительные модификации поведения, на нейронном уровне представляется принципиальным, так как биофизические и биохимические характеристики нервных клеток являются важным звеном в переходе кратковременных пластических изменений в долговременные (Соколов, 1981; Kandel, Schwartz, 1982; Alkon et al., 1987; Воронин, 1987; Балабан, Захаров, 1992; Пивоваров, 1995; Matzel et al., 1998). Популярным объектом исследования клеточных механизмов обучения и памяти являются моллюски, обладающие относительно простой нервной системой с идентифицируемыми клеточными элементами и достаточно сложным поведенческим репертуаром (Кэндел, 1980; Максимова, Балабан, 1983; Сахаров, 1992; Самойлов и др., 1993; Krasne, Glanzman, 1995). Эксперименты на брюхоногих моллюсках и упрощенных моделях, направленные на изучение клеточных основ ассоциативного обучения, оказались результативными применительно к анализу пластичности (Carew, Sahley, 1986; Балабан, Захаров, 1992). Клеточный анализ модификаций поведения у моллюсков и в простых модельных системах дает экспериментальные преимущества при исследовании биофизических и биохимических путей, лежащих в основе обучения и памяти. Эффективность подхода к выделению элементарных (базовых) механизмов пластичности усиливается тем фактом, что молекулярные структуры, обеспечивающие электрическую возбудимость, представляют собой одно из древнейших приобретений эволюции и используются для генерации основных нервных процессов в любых типах нервных клеток как низших, так и высших животных (Костюк, 1983).

В настоящее время активно исследуется такая нейробиологическая модель долговременных модификаций поведения как долговременная сенситизация, которая позволяет успешно исследовать мембранные механизмы (Frost et al., 1985; Береговой, Гайнутдинов, 1988; Walters, 1987а; Byrne et al., 1991; Никитин и др., 1992а; Balaban, Bravarenko, 1993; Walters, Ambron, 1995; Береговой, 1996; Никитин, Судаков, 1997; Cleary et al., 1998). Под долговременной сенситизацией (ДС) понимают усиление реакций на раздражитель в результате предъявления другого (обычно сильного или повреждающего) раздражителя, не зависящее от предшествующего сочетания раздражителей, которое сохраняется в течение нескольких часов и более (Кэндел, 1980). Известно, что ДС как у аплизии, так и у виноградной улитки на поведенческом уровне сохраняется более 2-х недель и блокируется ингибиторами белкового синтеза анизомицином и циклогексимидом (Castellucci et al., 1989; Береговой и др., 1990; Никитин, Козырев, 1993; Bartsch et al., 1995). Во всех проведенных электрофизиологических экспериментах к настоящему времени исследовались характеристики идентифицированных нейронов сразу после выработки ДС (Dale et al., 1987; Walters, 1987b; Гайнутдинов, Береговой, 1994; Никитин, Козырев, 1995; Береговой, 1996). В связи с этим представляется интересным проследить сохранение изменений параметров клеток в течение времени сохранения изменений поведенческих реакций.

Интенсификация исследований механизмов обучения и памяти на клеточном уровне привела к новым экспериментальным подходам по изучению нейромедиаторных и модуляторных эффектов серотонина и дофамина и механизмов участия соответствующих систем в явлениях пластичности поведения (Сахаров, Каботянский, 1986; Farley, Wu, 1989; Балабан, Захаров, 1992; Clark, Kandel, 1993; Гайнутдинов, Береговой, 1994; Sun, Schacher, 1996; Walker et al., 1996; Mauelshagen et al., 1996; Sakharov et al., 1996; Иерусалимский и др., 1997). Серотонин выступает возбуждающим фактором при сенситизации оборонительных рефлексов, а дофамин является тормозным медиатором (Сахаров, Каботянский, 1986; Сахаров, 1990; Гайнутдинов, Береговой, 1994; Zakharov et al., 1995). Долговременную сенситизацию можно имитировать аппликацией серотонина (Dale et al., 1988; Clark, Kandel, 1993; Mauelshagen et al., 1996; Щевелкин и др., 1997). В экспериментах, проводившихся ранее П.М.Балабаном с сотрудниками на виноградной улитке, инъекция нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина (5,7-DHT), селективно разрушающего серотониновые элементы (Hernadi et al., 1992), за 3-4 дня до начала длительной сенситизации, которая вырабатывалась в течение 8 дней предъявлением электрических раздражений 2 раза в день, вела к нарушению ее формирования (Балабан и др., 1992; Balaban, Bravarenko, 1993). Истощение серотонина в нервной системе с помощью 5,7- DHT нарушает долговременное облегчение в сенсорных нейронах аплизии (Glanzman et al., 1989). Найдено также влияние на формирование ДС истощения дофамина амфетамином (Гайнутдинов, Береговой, 1994). Однако эксперименты на пиявке показали, что истощение серотонина в нервной системе при помощи 5,7-DHT хотя и сильно уменьшает выраженность обусловливания, но обучение у них полностью не блокирует (БаЫеу, 1994; ВиггеН, 8аЫеу, 1999). Таким образом, исследования мембранных механизмов проявления эффектов воздействия на серотонинергическую и дофаминергическую системы при долговременных пластических изменениях представляется актуальной задачей в рамках проблемы нейробиологии обучения и памяти.

Цели и задачи исследования. Целью работы явилось исследование мембранных механизмов воздействия на серотонинергическую и дофаминергическую системы при долговременной сенситизации (ДС) у виноградной улитки.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. Провести детальный анализ изменений электрических характеристик командных нейронов при ДС у виноградной улитки.

2. Исследовать длительность сохранения изменений электрических параметров клеток после формирования ДС.

3. Исследовать на уровне электрических характеристик командных нейронов эффект истощения серотонина в нервной системе нейротоксином 5,6-дигидрокситриптамином на формирование ДС.

Положения, выносимые на защиту:

2. Инъекции веществ, истощающих серотонин (5,6-дигидрокситриптамин) и дофамин (6-гидрокситриптамин), нарушают формирование долговременной сенситизации (ДС). Процедура выработки ДС у 5,6-1ЭНТ- и 6-ОНОА-инъецированных улиток не приводит к изменению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов. Эффектом воздействия б-ОНБА является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации потенциала действия в командных нейронах оборонительного поведения.

Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые обнаружено, что у виноградной улитки после выработки долговременной сенситизации (ДС) уменьшенные величины мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения сохраняются в течение 2-х недель. Впервые найдено, что процедура выработки ДС у улиток, инъецированных 5,6-дигидрокситриптамином, селективно разрушающим серотониновые элементы в нервной системе, не приводит к изменению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов. Впервые показано, что инъекция 6-гидроксидофамина, селективно разрушающего дофаминовые элементы, приводит к деполяризационному сдвигу мембранного потенциала и снижению порога генерации потенциала действия в командных нейронах. Впервые найдено, что при инъекции 6-гидроксидофамина нарушается выработка ДС и не происходит дальнейшего снижения мембранного и порогового потенциалов командных нейронов.

Полученные результаты использованы в курсах лекций на кафедрах -химфизики и физиологии человека и животных КГУ. 9

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на:

• итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 19971999),

• республиканских научных конференциях молодых ученых и специалистов (II, Казань, 1996; III, Казань, 1997),

• 5-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Moscow, 1997),

• Всероссийском симпозиуме "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 1998),

• XVII Всероссийском физиологическом съезде (Ростов-на-Дону, 1998),

• Всероссийских школах для молодых ученых по нейробиологии (V, Казань, 1998; VI, Казань, 1999),

• II Съезде биофизиков России (Москва, 1999),

• Conference "Conceptual advances in the studies of associative learning and memory" (Moscow, 1999).

Реализация результатов исследования. Материалы диссертации отражены в 21 публикации.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Андрианов, Вячеслав Вадимович

6. ВЫВОДЫ

4. Процедура выработки ДС у 5,6-БНТ-инъецированных улиток не приводит к уменьшению мембранного и порогового потенциалов командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки.

6. Эффектом введения б-ОНОА, истощающего дофамин, является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации потенциала действия в командных нейронах оборонительного поведения при регистрации через неделю после последней инъекции. Сдвиги в электрических характеристиках командных нейронов, вызванные введением б-ОНБА, сохраняются более 10 дней.

7. Процедура выработки ДС после инъекции б-ОНБА, истощающего дофамин, не приводит к уменьшению мембранного и порогового потенциала командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки.

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мембранные механизмы долговременной сенситизации

Исследованиям мембранных механизмов долговременной сенситизации (ДС) посвящено достаточно большое количество работ, выполненных на препаратах разной сложности. Анализ нейронных коррелятов и возможных нейронных механизмов пластичности проводят, широко используя упрощенные модельные системы (Byrne, 1987; Dale et al., 1988; Clark, Kandel, 1993; Walters, Ambron, 1995). Имеются в виду следующие основные модели — препарат изолированной центральной нервной системы моллюсков, полуинтактный препарат и культура клеток. Однако данные исследования имеют существенный недостаток, состоящий в том, что пластические изменения реакций в них непродолжительны по сравнению с длительностью модификаций поведения животных. В наших и ряде других исследований используются препараты обученных (тренированных) животных (Максимова, Балабан, 1983; Alkon, 1984; Гайнутдинов, Штарк, 1986; Byrne, 1987; Colebrook, Lukowiak, 1988; Балабан, Захаров, 1992; Никитин и др., 1992; Гайнутдинов и др., 1996). Этот метод более сложен и требует значительного времени, но зато он позволяет изучать долговременные модификации поведения и проводить поиск прямых соотношений между поведенческими и электрофизиологическими (клеточными) коррелятами.

Нами, как и ранее, на Aplysia (Frost et. al, 1985) и у Helix (Береговой и др., 1990), показано длительное сохранение ДС. Долговременный характер наблюдаемых изменений (в течение 2-х недель) свидетельствует, видимо, о необходимости вовлечения в этот процесс синтеза новых белков (Никитин, Козырев, 1993; Rose, 1995; Krasne, Glanzman, 1995). Для ДС было найдено, что она нарушается при блокаде биосинтеза белков (Castellucci et al., 1989; Bergold et al., 1990; Никитин, 1993). Показаны значительное увеличение числа пресинаптических терминал ей сенсорных нейронов при ДС, а также другие морфологические изменения (Bailey, Chen, 1988 a,b). Кроме того, обязательным условием долговременного сохранения некоторого состояния является поддержание его через устойчивое фосфорилирование и вовлечение экспрессии генов (Greenberg et al., 1987; Schwartz, Greenberg, 1987; Dash et al., 1990; Bergold et al., 1990; Bailey et al., 1996). Нами и другими авторами было найдено изменение электрических характеристик в командных нейронах оборонительного рефлекса у виноградной улитки (Береговой, Гайнутдинов, 1988; Никитин, 1993). Показано, что сразу после выработки ДС наблюдается повышение возбудимости командных нейронов. Нами было также показано, что формирование ДС оказывает разнонаправленные влияния на оборонительные и пищевые реакции: происходит облегчение оборонительных рефлексов и угнетение пищевых. Эти противоположные изменения оборонительных и пищевых реакций свидетельствуют о том, что формирование ДС происходит не только в результате модификаций нейронной сети оборонительного рефлекса, но и вовлекает изменения в других системах.

Полученные в данной работе результаты свидетельствуют о большой значимости таких характеристик, как мембранный потенциал покоя и порог генерации потенциалов действия в явлении ДС. Найдено уменьшение исходного потенциала покоя на достаточно значительную величину при неизменном уровне критической деполяризации. Главным результатом этих изменений является повышение возбудимости командных нейронов сети оборонительного рефлекса закрытия пневмостома, показанное при регистрации как в условиях полуинтактного препарата, так и в изолированных ганглиях. Можно предположить, что на поведенческом уровне изменения электрических характеристик командных нейронов (и, видимо, сенсорных нейронов) обусловливают усиление оборонительного рефлекса при долговременной сенситизации, которая сохраняется не менее 2-х недель. В связи с этим представлялось интересным проследить взаимосвязь поведенческих модификаций с изменениями электрических характеристик идентифицированных нейронов нейронной сети исследуемого рефлекса в течение длительного времени (на период сохранения поведенческих изменений).

В ходе работы было впервые продемонстрировано длительное (не менее 2-х недель) сохранение повышенной возбудимости командных нейронов оборонительного рефлекса после формирования ДС, что выражается в сохранении деполяризационного сдвига мембранного потенциала и пониженной величине порога генерации потенциала действия. Результаты, полученные в ходе проведенных экспериментов, позволяют сделать вывод, что длительное сохранение поведенческих феноменов при долговременной сенситизации может являться следствием изменений электрических характеристик командных нейронов дуги оборонительного рефлекса. Измерения электрических характеристик мотонейронов открытия и закрытия пневмостома показывают отсутствие каких-либо изменений в этих элементах нейрональной сети оборонительного рефлекса при сенситизации.

Поскольку при сенситизации повышается реактивность в одном пути в результате активности в другом, этот феномен образует естественный мост между парадигмой привыкания и таким типом ассоциативного научения, как выработка классического условного рефлекса (Kandel, Schwartz, 1982; Балабан и др., 1992). Но сенситизация, в отличие от последней, не зависит от сочетания активности в двух путях. Выработка классического условного рефлекса основана на сочетании двух стимулов в определенной последовательности, а сенситизация не связана с парным предъявлением стимулов. Тем не менее сходство этих двух процессов указывает на то, что они, может быть, связаны между собой (Klein et al., 1980; Byrne et al., 1991; Hawkins et al., 1993), a механизмы их, вероятно, значительно перекрываются.

Н.Дэйл с соавторами в культуре нервной ткани, куда были включены моторные и сенсорные нейроны, установили, что ДС ведет к увеличению синаптической передачи от сенсорных нейронов к моторным (Dale et al., 1988; Clark, Kandel, 1993). Поскольку речь идет о синаптическом облегчении при нанесении сенситизируюгцих стимулов или их имитации аппликацией серотонина на системе сенсорные нейроны - мотонейроны, то представляется вероятным, что здесь также можно вести речь о некоторых ионных каналах, играющих важную роль в механизмах сенситизации. Было доказано, что пресинаптическое облегчение возникает вследствие депрессии К-тока и увеличения Са-проводимости (Klein, Kandel, 1978; Montarollo et al., 1986; Byrne et al., 1991; Hawkins et al., 1993). При распространении ПД серотонин, возможно, способствует пресинаптическому облегчению, позволяющему входить в пресинаптическую терминаль большему количеству Са2+ через ворота кальциевого канала. Было показано, что эффекты привыкания на уровне электровозбудимой мембраны часто обусловлены увеличением Са2+

2+ проводимости (gca) и повышением внутриклеточного содержания Ca . Поскольку внутриклеточный Ca выступает регулятором Са-зависимой К-проводимости (gK,Ca)? то была предпринята попытка выяснить, не связано ли привыкание с повышением gK,ca (Дьяконова, 1984; 1987). Исследования на изолированном нейроне позволили сделать вывод, что в основе многих феноменов пластичности привыкания на уровне электровозбудимой мембраны также лежат сдвиги Са-зависимой K-проводимости, и, что задержанные К-каналы не имеют прямого отношения к развитию привыкания. На такой механизм указывает также отсутствие Са-зависимых К-каналов в не привыкающих клетках виноградной улитки (Дьяконова, 1984; 1985; 1987).

Сенсорные нейроны аплизии содержат 2 класса потенциалзависимых Са-каналов: дигидропиридин чувствительный канал (L-тип) и дигидропиридин нечувствительный канал (N-тип) (Edmonds et al., 1990). Серотонин избирательно

94усиливает величину L-типа Са -тока; имеется непрямой эффект тока N-типа; хотя, в принципе, прямое усиление тока L-типа, возможно, способствует

94пресинаптическому облегчению, регулируя приток Са через канал L-типа дигидропиридинами. Предполагают, что 5-HT косвенно модулирует

9-4высвобождение медиатора при увеличении притока Са (Edmonds et al., 1990; Braha et al., 1993). Результаты указывают, что поступление Са2+ в терминаль -необходимое условие синаптического облегчения (Eliot et al., 1993). Индуцируемое серотонином облегчение обусловлено, по крайней мере, двумя процессами: процесс, ведущий к уширению пресинаптических ПД (Klein et al., 1980; Braha et al., 1990; Eliot et al., 1993; Sugita et al., 1994) и процесс, независимый от длительности ПД, который может включать мобилизацию медиатора (Braha et al., 1993; Sugita et al., 1994). Для решения этого вопроса было проведено исследование влияния блокады калиевых каналов 4-аминопиридином на развитие синаптического облегчения. Сравнение между результатами, полученными при аппликации 5-НТ в растворе с 4-аминопиридином и без него, позволили сделать вывод, что процесс, независимый от увеличения длительности ПД, делает важный вклад в быстрое развитие синаптического облегчения, а увеличение продолжительности ПД является необходимой компонентой его сохранения (Sugita et al., 1997).

Клеточную ассоциацию условного и безусловного раздражителей на командных нейронах оборонительного рефлекса улитки можно объяснить как пресинаптической активацией сенсорного нейрона, так и модификацией локального участка постсинаптической мембраны командного нейрона. При этом условные раздражители представлены пластичными синапсами, а безусловные - непластичными. С этой точки зрения замыкание временной связи между условным и безусловным стимулами представляет собой эндонейрональный процесс изменения пластичного пресинаптического локуса мембраны командного нейрона под влиянием непластичного синаптического входа от безусловного подкрепления (Соколов, 1987). Рассмотрение нейронных сетей показывает, что есть некоторые узловые точки (интернейроны), на которых происходит конвергенция различных сенсорных модальностей, что позволяет сравнивать их относительные коэффициенты или удельные веса влияния на интегративные интернейроны. В случае сетей долговременной сенситизации и условного оборонительного рефлекса закрытия пневмостома такими интегрирующими элементами служат командные нейроны оборонительного поведения, на которые сходится информация, как от сенсорных нейронов оборонительного поведения, так и от сенсорных нейронов других модальностей, что позволяет им проводить суммацию поступающих возбуждающих постсинаптических потенциалов и осуществлять командную функцию в оборонительном поведении (Соколов, 1981; 1992; Максимова, Балабан, 1983; Балабан и др., 1992). Это все относится и к сигналам, поступающим как по гомосинаптическим путям, так и по гетеросинаптическим путям, это относится как к неассоциативным, так и к ассоциативным формам пластичности (Kandel, Schwartz, 1982; Гайнутдинов, Штарк, 1986; Балабан, Захаров, 1992; Никитин, 1993; Никитин, Судаков, 1997).

При выработке ДС, как и при формировании условного рефлекса, наблюдается повышение возбудимости сенсорных и командных нейронов (Dale et al, 1987; Walters, 1987a; Byrne, 1987; Никитин, Козырев, 1993; Никитин, 1993; Береговой, Гайнутдинов, 1988; Гайнутдинов и др., 1996; Cleary et al, 1998). Увеличение возбудимости сенсорных нейронов при долговременной сенситизации, показанное у моллюска Aplysia, выражалось в увеличении числа потенциалов действия в ответ на деполяризующий толчок тока длительностью 2 сек (Dale et al, 1987), либо в уменьшении порога генерации потенциала действия при деполяризующем токе (Walters, 1987а). Типичный ответ командных нейронов на тактильное раздражение ноги улитки обычно представлен ВПСП или деполяризационной волной, способной переходить в потенциал действия. Было найдено, что у сенситизированных улиток вероятность генерации ПД значительно выше, чем у контрольных животных (Береговой, Гайнутдинов, 1988; Береговой, 1996). Измерения показывают, что исходный потенциал покоя командных нейронов оборонительного рефлекса и их пороговый потенциал у сенситизированных улиток на 5-9 мВ меньше, чем у интактных животных. Сравнение критического уровня деполяризации для животных разных экспериментальных групп показывает только небольшое изменение его, абсолютной величины при долговременной сенситизации (Гайнутдинов, Береговой, 1994). Воздействие хинином вызывало уменьшение мембранного потенциала командных нейронов оборонительного поведения LP11 и ЫР11 на 14 мВ, высокочастотную генерацию ПД в течение 2-5 мин, учащение генерации спонтанных ВПСП и увеличение возбудимости плазматической мембраны (оцениваемой по числу ПД в ответ на раздражение электрическим импульсом определенных параметров) на 110%. Исходный уровень мембранного потенциала восстанавливался через 15-20 минут, а возбудимость снижалась к концу 1 часа до уровня, на 30% превышающего исходное значение, и сохранялась до конца эксперимента (2-3 часа). Через 1 час после сенситизирующего воздействия реакции на сенсорные воздействия усиливались: число ПД в ответах нейронов в 2-4 раза превосходили исходное значение, а площадь медленных ВПСП увеличивалась на 50-70% (Никитин и др., 1992а).

Исследованию клеточных коррелятов ДС посвящена фундаментальная работа Дж. Бирна с сотрудниками. В своем исследовании они рассмотрели биофизические свойства сенсорных нейронов, мотонейронов и интернейрона LP117 (Cleary et al., 1998). Была получена ДС, в которой повышение оборонительных реакций было латерализовано, т.е. наблюдались повышенные ответы на тестовую стимуляцию только на тренированной стороне. В сенсорных нейронах было обнаружено повышение амплитуды следовой гиперполяризации в 3 раза, но не отмечено изменений мембранного потенциала и входного сопротивления. В мотонейронах авторы нашли гиперполяризацию на 4 мВ и уменьшение порога генерации ПД на 2 мВ. Рассмотрение эффективности синаптической передачи после формирования ДС показало, что она не изменяется для пары интернейрон LP117 - мотонейрон, но менялась эффективность для пары сенсорный нейрон - мотонейрон (Cleary et al., 1998). Таким образом, эта работа подчеркивает важность синапса сенсорный нейрон -мотонейрон и соответствует идее о множественности участков пластичности в нервной системе. Наконец, П.М.Балабан с сотрудниками показали, что предъявление электрошоков, которые применяются для получения долговременной сенситизации, но относительно небольшой амплитуды ведет к формированию ассоциативного обучения (Балабан и др., 1992). Экспериментально было найдено уменьшение выходящего калиевого тока при ДС в сенсорных нейронах аплизии (Scholz, Byrne, 1987; 1988), которое было получено и при математическом моделировании (Береговой, 1993; 1996).

Роль серотониновой системы в явлении долговременной сенситизации

В последние годы появились данные, демонстрирующие медиатор-зависимое поведение у различных животных (Сахаров, 1990) и показывающие нейромедиаторные и модуляторные эффекты серотонина в пластичности поведения (Сахаров, Каботянский, 1986; Dale et al., 1988; Балабан, Захаров, 1992; Walters, Ambron, 1995; Малышев и др., 1997; Щевелкин и др., 1997; Sugita et al., 1997).

Важным свойством нервной системы беспозвоночных является множественность медиаторов, которая определяет специфику нейробиологии и говорит, что "нервная система в целом и даже любая локальная нейронная система всегда гетерохимична, построена из нервных клеток, продуцирующих разные медиаторы" (Сахаров, 1974; Sakharov, 1990). В настоящее время существует большое количество данных, показывающих важную роль серотонина в процессах обучения и памяти (Науменко, Попова, 1975; Dale et al., 1987; Балабан, Захаров, 1992; Балабан и др., 1992; Clark, Kandel, 1993). Нейроны, специализированные для синтеза и секреции этого биогенного амина, найдены в нервной системе у всех исследованных позвоночных животных, а также у представителей разных типов беспозвоночных, в том числе у низших хордовых. Очевидно, что функционирование серотонина в качестве сигнальной молекулы имеет большую историю (Сахаров, 1990).

Одним из широко используемых методов в проведении исследований роли серотонина является применение 5,7-DHT (Салимова и др., 1984; Балабан и др., 1985; 1992; Glanzman et al., 1989; Hernadi et al., 1992; Kemenes, 1997; Burreil, Sahley, 1999), которое приводит к уменьшению содержания 5-НТ в нервной системе моллюсков. Наши результаты демонстрируют необходимость серотонинергической системы для возникновения ДС. Блокада синтеза серотонина с помощью р-хлорфенилаланина ведет к нарушению формирования ДС. Выработка сенситизации блокируется также введением нейротоксина 5,6-DHT, разрушающего серотониновые элементы. Это хорошо вписывается в имеющееся в литературе представление о том, что формирование ДС происходит вследствие значительного увеличения выброса серотонина из синаптических окончаний (Castellucci et al., 1986; Dale et al., 1988; Clark, Kandel, 1993) и при истощении серотонина в нервной системе ДС не формируется, также как и у улиток в возрасте до 5 месяцев (Glanzman et al., 1989; Балабан, Захаров,

1992), у которых еще не сформирована серотонинергическая система. В экспериментах, проводившихся П.М.Балабаном с сотрудниками ранее на виноградной улитке инъекция нейротоксина 5,7-DHT за 3-4 дня до начала длительной сенситизации, которая вырабатывалась в течение 8 дней предъявлением электрических раздражений 2 раза в день, вела к нарушению ее формирования (Балабан и др., 1992).

Основным источником серотонина в нервной системе моллюсков являются модуляторные нейроны (Glanzman et al., 1989; MacKey et al., 1989; Zakharov et al., 1995). Значительная роль, которую играет серотонин в пластических модификациях поведения, была продемонстрирована еще в ряде исследований на моллюсках. Так, сенситизация оборонительного рефлекса у аплизии может быть выработана аппликацией серотонина; единичная аппликация серотонина вызывала кратковременную сенситизацию оборонительного рефлекса, ДС вызывалась пятью такими аппликациями через каждые 15 минут (Castellucci et al., 1986; Clark, Kandel, 1993). Если одновременно с аппликацией серотонина вводить блокатор белкового синтеза (анизомицин), то выработки ДС не происходит, в то время как на кратковременной сенситизации это никак не отражается, т.е. выработка долговременной и кратковременной сенситизации происходит на одном и том же локусе, но с использованием различных молекулярных механизмов. Для кратковременной сенситизации используется фосфорилирование, а долговременная нуждается в синтезе новых белков (Goelet et al., 1986; Bailey et al., 1996). Н.Дэйл с соавторами установили, что сенсорные и моторные нейроны в культуре изолированных клеток легко образуют синаптические связи, которые кратковременно облегчаются единичной аппликацией серотонина. При повторяющихся аппликациях серотонина происходит долговременное облегчение связи и увеличивается синаптическая передача от сенсорных нейронов к моторным, что возможно двумя путями: 1) пресинаптическая мембрана может больше выделять медиатора, 2) в связи с изменением свойств постсинаптической мембраны она может более эффективно реагировать на то же количество медиатора (Dale et al., 1987; Clark, Kandel, 1993; Sun, Schacher, 1998).

Таким образом, наши результаты в части поведенческих экспериментов дают полное подтверждение выводам, полученным ранее П.М.Балабаном с сотрудниками (1992) о необходимости серотонинергической системы для длительной сенситизации у улитки. Важная роль серотонина в сенситизации показана также и у аплизии (Glanzman et al., 1989).

Из полученных нами результатов следует, что формирование ДС у улиток, которых сенситизировали после введения 5,6-DHT, как в дозе 20 мг/кг веса, так и в дозе 30 мг/кг веса, не сопровождается дальнейшим снижением мембранного потенциала командных нейронов оборонительного поведения по сравнению с животными после инъекции 5,6-DHT, без выработки ДС; порог генерации ПД у них также остается неизменным. Амплитуда потенциалов действия изменяется только на величину изменений потенциала покоя, т.е. овершут в пределах ошибки измерений сохраняется неизменным, также как и критический уровень деполяризации. Рассмотрение результатов, полученных при регистрации электрических характеристик командных нейронов у улиток после тренировки ДС, показывает, что введение нейротоксического аналога серотонина 5,6-DHT, разрушающего серотониновые элементы и блокирующего серотониновые рецепторы (Науменко, Попова, 1975; Osborne, Pentreath, 1976; Gadotti et al, 1986), блокирует развитие долговременной сенситизации на поведенческом уровне, а также предотвращает дальнейшие эффекты (изменения) на уровне электрических характеристик командных нейронов оборонительного поведения, что позволяет предполагать взаимосвязь пластических модификаций поведения и свойств командных клеток на уровне нейрональной мембраны.

Значительные изменения электрических характеристик нейронов ЬРаЗ, RPa3, LPa2 и RPa2 при введении 5,6-DHT, выражающиеся в деполяризационном смещении потенциала покоя около 3 мВ и снижении порогового потенциала примерно на 2 мВ (при этом изменений критического уровня деполяризации не наблюдается), может свидетельствовать о том, что у этих клеток имеются серотониновые синаптические входы, разрушение которых ведет к изменению функциональных свойств командных нейронов. В то же время при внутриклеточном отведении активности нервных клеток, окрашенных 5,7-DHT, П.М.Балабан с сотрудниками (Балабан и др, 1985), а позднее K.S.-Rozsa с коллегами (Rozsa et al, 1986) не нашли отличий потенциала покоя и потенциалов действия у этих нейронов от таковых у контрольных животных. Не был также изменен характер спонтанной активности гигантской серотонинсодержащей метацеребральной клетки (Балабан и др, 1985). Нам представляется, что эти различия обусловлены различным характером синаптического входа серотонинергических нейронов и командных нейронов оборонительного поведения, синаптический вход к которым от серотонинергических нейронов играет, видимо, важную роль, поскольку из наших экспериментов вытекает, что разрушение серотониновых терминалей ведет к изменениям электрических характеристик командных нейронов. Следует отметить, что в наших экспериментах спустя 40 дней после инъекции 5,6-DHT также наблюдалось специфическое окрашивание (потемнение) некоторых нейронов в ганглиях, как и в работе П.М.Балабана и сотрудников (Балабан и др., 1985).

Эксперименты показывают, что эффекты истощения серотонина на выработку долговременной сенситизации зависят от концентрации р-хлорфенилаланина, который нарушает 1-й этап синтеза серотонина (Науменко, Попова, 1975), и от дозы нейротоксина 5,6-DHT. Было выявлено, что улитки, которых сенситизировали после введения 20 мг/кг 5,6-DHT, способны к выработке ДС практически также, как и улитки, которым вводили солевой раствор. Животные, сенситизированные после инъекции 30 мг/кг 5,6-DHT, не способны к выработке ДС. Таким образом, наблюдается интересная динамика развития эффектов блокады синтеза серотонина: нейротоксин 5,6-DHT в дозе 20 мг/кг веса вызывает деполяризационное смещение мембранного потенциала и снижение порога генерации ПД и в то же время еще не оказывает влияния на формирование долговременной сенситизации. Нейротоксин 5,6-DHT в суммарной дозе 30 мг/кг веса препятствует формированию ДС, а также вызывает изменения электрических характеристик командных нейронов, которые не отличаются от тех, которые вызывает этот нейротоксин 5,6-DHT в дозе 20 мг/кг веса.

Полученные результаты дают доказательства взаимосвязи между электрической активностью командных нейронов оборонительного поведения и пластическими модификациями поведения, но взаимосвязь эта выглядит не прямой, а опосредованной. Нам кажется, что полученные результаты можно объяснить, если предположить, что модификации нейронной сети происходят не только на уровне изменений электрических характеристик базовых нервных элементов нейронной сети, опосредующей данное поведение, но и через изменение эффективности синаптической передачи, которое также зависит от уровня серотонина в нервной системе, но с более высоким порогом.

Таким образом, наши результаты свидетельствуют о том, что формирование долговременной сенситизации затрагивает пути, в которых нейромедиатором и нейромодулятором выступает серотонин и, таким образом, подтверждают необходимость серотонинергической системы для формирования долговременной сенситизации (Byrne et al., 1991; Балабан и др., 1992; Clark, Kandel, 1993; Mauelshagen et al., 1996).

Роль дофаминовой системы в явлении долговременной сенситизации

Современные данные говорят о том, что важную роль в организации различных форм поведения у моллюсков играет и медиатор дофамин. Проведенные различными авторами эксперименты демонстрируют, что, если серотонин обычно является возбуждающим медиатором в поведении и локомоторных движениях, то дофамин участвует в тормозном контроле этих форм поведения у моллюсков (Sakharov, Salanki, 1982; Сахаров, Каботянский 1986; Иерусалимский и др., 1997). Ранее в нашей лаборатории была предпринята попытка проследить роль тормозного контроля в формировании ДС у улитки, используя инъекцию d-амфетамина, который нарушает синтез катехоламинов (Гайнутдинов, Береговой, 1994). Применение нейротоксина 6-гидроксидофамина (6-OHDA), селективно разрушающего дофаминовые элементы в нервной системе, является более благоприятным методом для исследования медиаторной функции дофамина и роли дофаминергических нейронов в функционировании нейронных сетей, ввиду своей большей специфичности (Sakharov, Salanki, 1980; Rozsa et al., 1983; Lent, Santamarina, 1984). Д.А.Сахаровым совместно с Я.Шаланки было показано, что вероятность появления ответа на тактильную стимуляцию в виде долговременного торможения в нейронах виноградной улитки значительно уменьшается после инъекции данного нейротоксина. Введение 6-гидроксидофамина, также как и антагонистов дофамина эргометрина и эрготамина сразу после инъекции ведет к значительным нарушениям локомоции у улитки (Sakharov, Salanki, 1982). Нейромедиаторная функция дофамина известна достаточно давно, причем было показано сходство дофаминовых рецепторов центральной нервной системы млекопитающих и моллюсков (Gospe, 1983; Williams, Goldman-Rakic, 1995). Его медиаторная функция была доказана широкой системой критериев, что подробно описано в монографии Д.А.Сахарова (Сахаров, 1974). Последние исследования показывают участие этого медиатора в значительном круге явлений, вплоть до участия в модуляции памяти и когнитивных процессах (Williams, Goldman-Rakic, 1995). Измерения, проведенные методом формальдегидной конденсации, обнаружили высокое содержание дофамина в нервной системе моллюсков (Sakharov, Salanki, 1982; Иерусалимский и др., 1997). Истощение дофамина, либо блокада его рецепторов может вести к значительным последствиям - к нарушениям деятельности мозга и различным заболеваниям и одним из примеров такого рода изменений является амфетаминовая (фенаминовая) стереотипия, наступающая при применении амфетамина, который истощает катехоламины (Robinson, Camp, 1987; Гайнутдинов, Береговой, 1994). Часть работ была посвящена исследованию регулирующей роли дофамина в интеграции поведения у моллюсков. Поэтому представлялось очень интересным проследить роль дофамина в организации некоторых форм пластичности, попытаться провести анализ мембранных механизмов проявления участия дофамина в изменении поведения. Мы остановились на модели ДС, которая была детально исследована нами ранее на уровне изменений электрических характеристик командных нейронов (Гайнутдинов, Береговой, 1994).

Значительные успехи в исследовании медиаторных функций дофамина и его роли в деятельности нервной системы связаны с применением 6-гидроксидофамина, селективно разрушающего дофаминовые элементы в нервной системе (Sakharov, Salanki, 1980; Rozsa et al., 1983). Мы применили такой подход для выяснения возможной роли тормозных процессов в такой форме пластичности, как долговременная сенситизация. Известно, что формирование ДС требует выделения в межклеточное пространство значительного количества серотонина (Castellucci et al., 1986), а блокада серотониновых терминалей нейротоксином 5,6-дигидрокситриптамином нарушает образование ДС (Glanzman et al., 1989; Балабан, Захаров, 1992). Наши результаты показывают, что применение нейротоксина 6-OHDA, селективно разрушающего дофаминовые элементы в нервной системе, не только не усиливает выраженность ДС или ускоряет его формирование (что можно было бы ожидать, исходя из его тормозных функций), а, наоборот, нарушает способность к ДС. Такой результат свидетельствует о том, что в формировании долговременной сенситизации активную роль играет не только серотонин, но и дофамин. Применение нейротоксина 6-OHDA вызывало у моллюсков изменения в поведении и организации синаптических входов. Так, инъекция 6-OHDA нарушала функционирование эфферентных путей от сердца к центральным ганглиям, к идентифицированным нейронам (V21 и другим), регулирующим кардиальную систему виноградной улитки (Rozsa et al., 1983), вела к изменению асимметрии выборов аллеи при исследовании поведения улитки в лабиринте (Салимова и др., 1984).

При электрофизиологическом исследовании последствий применений нейротоксина оказалось, что инъекция 6-OHDA сама по себе ведет к повышению возбудимости идентифицированных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки LPa3, RPa3, LPa2 и RPa2, выполняющих, как было показано

103

Балабан, Захаров, 1992), командную функцию в данном поведении. Это, по-видимому, свидетельствует о наличии у командных нейронов оборонительного поведения значительного синаптического притока, опосредуемого дофаминергическими нейронами. Таким примером является блокада ответов в виде длительного торможения на препарате виноградной улитки (Sakharov, Salanki, 1980). Нами найдено, что одним из проявлений действия данного нейротоксина, вызывающего специфическую дегенерацию катехоламинергических нейронов, является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации ПД. Ранее другими авторами при инъекции нейротоксина 6-OHDA изменений электрических характеристик нервных клеток у пиявки и виноградной улитки найдено не было (Sakharov, Salanki, 1980; 1982; Lent, Santamarina, 1984).

Таким образом, инъекция 6-OHDA нарушает формирование долговременной сенситизации на поведенческом уровне либо тормозит ее выработку. На уровне мембранных механизмов найдено, что эффектом воздействия 6-OHDA является деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порога генерации ПД в командных нейронах. Выработка долговременной сенситизации у б-ОРША-инъецированных улиток не ведет к дальнейшим изменениям электрических характеристик командных нейронов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Андрианов, Вячеслав Вадимович, Казань

1. Анохин П.К. Системный анализ интегративной деятельности нейрона // Успехи физиол. наук. 1974. - Т. 5, № 2. - С. 5-92.

2. Асратян Э.А. Избранные труды. Рефлекторная теория высшей нервной деятельности. М.: Наука, - 1983. - 230 с.

3. Балабан П.М., Захаров И.С. Обучение и развитие основа двух явлений. -М.: Наука, - 1992,- 152 с.

4. Балабан П.М., Захаров И.С., Матц В.Н. Метод прижизненного избирательного окрашивания серотонинергических нервных клеток 5,7-дигидрокситриптамином // Докл. АН СССР. 1985. - Т. 283, № 3. - С. 735.

5. Балабан П.М., Максимова O.A., Браваренко Н.И. Пластические формы поведения виноградной улитки и их нейронные механизмы // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1208-1220.

6. Береговой H.A. Роль ионных каналов различного типа в изменениях критического потенциала и потенциала покоя при долговременной сенситизации // Автометрия. 1993. - № 2. - С. 75-79.

7. Береговой H.A. Электрофизиологический анализ мембранных механизмов долговременной сенситизации // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Новосибирск, - 1996.

8. Береговой H.A., Гайнутдинов Х.Л. Деполяризационные смещения мембранного потенциала командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки при долговременной сенситизации // Докл. АН СССР. -1988.-Т. 301, №4.-С. 989-992.

9. Береговой H.A., Гайнутдинов Х.Л., Сафронова О.Г., Савоненко A.B. Изменение поведения при выработке долговременной сенситизации оборонительного рефлекса у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1990. - Т. 40, № 3. - С. 594-596.

10. Воронин Л.Л. Анализ пластических свойств центральной нервной системы. // Тбилиси: Мецниереба, - 1982. - 301с.

11. Воронин Л. Л. Исследование элементарных нейрофизиологических механизмов обучения // Успехи физиол. наук. 1987. - Т. 18, № 2. - С. 76-97.

12. Гайнутдинов Х.Л. Исследование динамики оборонительных и пищевых реакций виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6.-С. 1230-1236.

13. Гайнутдинов Х.Л., Береговой H.A. Долговременная сенситизация у виноградной улитки: электрофизиологические корреляты в командныхнейронах оборонительного поведения // Журн. высш. нервн. деят. 1994. -Т. 44, №2. -С. 307-315.

14. Гайнутдинов X.JT, Гайнутдинова Т.Х, Чекмарев Л.Ю. Изменение электрических характеристик командных нейронов при выработке условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1996. - Т. 46, № 3. - С. 614-616.

15. Гайнутдинов X.JI, Штарк М.Б. Ионные механизмы нейрональной пластичности // Успехи совр. биол. 1986. - Т. 102, № 6. - С. 392-406.

16. Греченко Т.Н. Действие электрошока на поведенческие и нейрональные реакции виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1977. - Т. 27, № 1.-С. 203-206.

17. Гринкевич JI.H, Нагибнева И.Н, Лисачев П.Д. Условный оборонительный рефлекс у виноградной улитки (молекулярно-генетические аспекты) // Физиол. журнал. 1995. - Т. 81, № 8. - С. 24-28.

18. Дьяконова Т.Л. Пластичность электровозбудимой мембраны: блокирование хинином привыкания нейрона к ритмической внутриклеточной стимуляции //Докл. АН СССР. -1984. Т. 277, № 1. - С. 240-243.

19. Дьяконова Т.Л. Два типа нейронов, различающихся по пластическим свойствам: изучение ионных механизмов // Журн. высш. нервн. деят. 1985. - Т. 35, № 3. - С. 552-560.

20. Дьяконова Т.Л. Чему и как учится нейрон // Журн. общей биол. 1987. - Т. 48, №3.-С. 311-324.

21. Иерусалимский В.Н, Захаров И.С, Балабан П.М. Сравнение серотонин- и дофаминергической нейронных систем у половозрелых и ювенильных наземных моллюсков Helix и Eobania // Журн. высш. нервн. деят. 1997. - Т. 47, №3.-С. 563-576.

22. Иерусалимский В.Н, Захаров И.С, Палихова Т.А, Балабан П.М. Нервная система и картирование нейронов брюхоногого моллюска Helix lucorum L. // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1075-1089.

23. Костюк П.Г. Основные принципы организации ионных каналов, определяющих электрическую возбудимость нейрональной мембраны // Журн. эволюц. биохим. физиол. 1983. - Т. 19, № 4. - С. 333-340.

24. Котляр Б.И. Пластичность нервной системы. М.: Изд. МГУ, - 1986. - 240 с.

25. Крыжановский Г.Н., Атаджанов М.А., Магаева C.B., Башарова JI.A., Ветрилэ JI.A., Евсеев В.А. Изменение ЭЭГ при интракаудатном введении антител к дофамину // Бюлл. экспер. биол. мед. 1989. - Т. 107, - № 1. - С. 13-15.

26. Кэндел Э. Клеточные основы поведения. М.: Мир, - 1980. - 598 с.

27. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. - 113 с.

28. Литвинов Е.Г., Логунов Д.Б. Изменение возбудимости командного нейрона в начальный период формирования условного рефлекса у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1979. - Т. 29, № 2. - С. 284-294.

29. Логунов Д.Б. Значение тонических раздражителей в формировании условных рефлексов у моллюсков // Успехи физиол. наук. 1985. - Т. 16, № 1.-С. 392-406.

30. Максимова O.A., Балабан П.М. Нейронные механизмы пластичности поведения. М.: Наука, - 1983. - 126 с.

31. Малышев А.Ю., Браваренко Н.И., Пивоваров A.C., Балабан П.М. Влияние уровня серотонина на постсинаптически индуцированную потенциацию ответов нейронов улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1997. - Т. 47, № 3. -С.553-562.

32. Науменко Е.В., Попова Е.К. Серотонин и мелатонин в регуляции эндокринной системы. Новосибирск: Наука, - 1975. - 217 с.

33. Никитин В.П. Молекулярно-клеточные механизмы обучения виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1993. - Т. 43, № 2. - С. 377-387.

34. Никитин В.П. Молекулярно-клеточные механизмы обучения у виноградной улитки // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. М. - 1995.

35. Никитин В.П., Козырев С.А., Динамика оборонительных и пищевых реакций при выработке сенситизации у виноградных улиток // Журн. высш. нервн. деят. 1991. - Т. 41, № 3. - С. 478-489.

36. Никитин В.П., Козырев С.А. Действие блокаторов синтеза белка на нейронные механизмы сенситизации у виноградной улитки // Нейрофизиология. 1993. - Т. 1, № 2. - С. 109-115.

37. Никитин В.П., Козырев С.А. Генерализованная и сигнал-специфическая долговременная ноцицептивная сенситизация у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1995. - Т. 45, № 4. - С. 732-741.

38. Никитин В.П., Самойлов М.О., Козырев С.А. Механизмы выработки сенеитизации у виноградной улитки: участие кальция и кальмодулина // Журн. высш. нервн. деят. 1992а. - Т. 42, № 6. - С. 1250-1259.

39. Никитин В.П., Козырев С.А., Самойлов М.О. Обусловливание и сенситизация у виноградной улитки: нейрофизиологические и метаболические особенности // Журн. высш. нервн. деят. 19926. - V. 42. -№. 6.-Р. 1260-1270.

40. Никитин В.П., Судаков К.В. Механизмы интегративной деятельности нейронов // Успехи физиол. наук. 1997. - Т. 28, № 1. - С. 27-45.

41. Первис Р. Микроэлектродные методы внутриклеточной регистрации и ионофореза. М.:Мир., - 1983. - 208 с.

42. Петров Е.С., Лебедев A.A. Дофамин и подкрепляющие системы мозга. // Физиол. журнал. 1995. - Т. 81, № 8. - С. 135-138.

43. Пивоваров A.C. Индукция пластических изменений возбудимости нейронных электрогенных мембран при привыкании. // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 33, № 1. - С. 138-145.

44. Пивоваров A.C. Пластичность хемо- и электровозбудимых мембран нейрона: регуляция опиоидами и вторичными посредниками // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. М. - 1995.

45. Рабинович М.Я. Экспериментальное моделирование клеточных механизмов некоторых психопатологических синдромов // Журн. высш. нервн. деят. -1986.-Т. 36, №2. -С. 242-251.

46. Салимова Н.Б., Милошевич И., Салимов P.M. Действие 5,6-дигидрокситриптамина и 6-гидроксидофамина на поведение в лабиринте у улитки Helix lucorum // Журн. высш. нервн. деят. 1984. - Т 34, № 5. - С. 941-947.

47. Самойлов М.О., Емельянов H.A., Никитин В.П., Мокрушин A.A. Современное состояние проблемы молекулярно-клеточных механизмов обучения // Физиол. журн. 1993. - Т. 79, № 5. - С. 89-97.

48. Саульская Н. Б. Метаболизм дофамина и уровень ГАМК в структурах нигро-стриарной и мезолимбической систем мозга крыс приэкспериментальной патологии высшей нервной деятельности // Журн. высш. нервн. деят. 1988. - Т. 38, № 6. - С. 1145-1151.

49. Сафразбекян P.P. Амфетамин как средство для моделирования психозов // Биол. журнал Армении. 1985. - Т. 38, - № 9. - С. 780-788.

50. Сахаров Д.А. Генеалогия нейронов. М.: Наука, - 1974. - 183 с.

51. Сахаров Д.А. Интегративная функция серотонина у примитивных Metazoa // Журн. общей биол. 1990. - Т. 51, № 4. - С. 437-449.

52. Сахаров Д.А. Долгий путь улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, №6.-С. 1059-1063.

53. Сахаров Д.А., Каботянский Е.А. Интеграция поведения крылоногого моллюска дофамином и серотонином // Журн. общей биол. 1986. - Т. 47, № 2.-С. 234-245.

54. Семенова Т. П. Роль взаимодействия серотонин- и норадренергической систем в регуляции поведения // Журн. высш. нервн. деят. 1997. - Т. 47, № 2.-С. 358-364.

55. Скребицкий В.Г., Чепкова А.Н. Синаптическая пластичность в аспекте обучения и памяти // Успехи физиол. наук. 1999. - Т. 30, № 4. - С. 3-13.

56. Соколов E.H. Нейронные механизмы памяти и обучения. М.: Наука, -1981. 140 с.

57. Соколов E.H. Эндонейрональные механизмы подкрепления // Журн. высш. нервн. деят. 1987. - Т. 37, № 3. - С. 403-408.

58. Соколов E.H., Вайткявичус Г.Г. Нейроинтеллект: от нейрона к нейрокомпьютеру // М.: Наука, 1989. - 238 с.

59. Соколов E.H. Архитектура рефлекторной дуги // Журн. высш. нервн. деят. -1992. Т. 42, - №. 6. - С. 1064-1074.

60. Соколов E.H., Тер-Маргарян А.Г. Долгосрочное синаптическое привыкание в нейронах ЛПаЗ и ППаЗ виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. -1984.-Т. 34, №5.-С. 985-987.

61. Ходоров Б.И. Проблема возбудимости // JL: Медицина, 1969. - 301 с.

62. Цитоловский Л.Е., Бабкина Н.В. Независимость повышения числа потенциалов действия и возбудимости в ответе нейронов моллюска при сочетанной их активации // Докл. АН СССР. 1988. - Т. 303, № 2. - С. 10151018.

63. Цитоловский JI.E., Цатурян О.И. Избирательное снижение возбудимости нейрона в процессе привыкания // Журн. высш. нерв. деят. 1978. - Т. 28, № 1.-С. 25-32.

64. Шаланки Я., Каталин Ш.-Р., Сахаров Д.А. Эффекты химической денервации на синаптические входы идентифицированных нейронов моллюска // В кн.: "Исследования механизмов нервной деятельности". М.: Наука, 1984. - С. 33-44.

65. Щевелкин А.В., Никитин В.П., Козырев С.А., Самойлов М.О., Шерстнев В.В. Серотонин имитирует некоторые нейрональные эффекты ноцицептивной сенситизации у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1997. - Т. 47, № 3. - С. 532-542.

66. Abrams T.W., Karl К.А., Kandel E.R. Biochemical studies of stimulusconvergence during classical conditioning in Aplysia: dual regulation of2+adenylate cyclase by Ca /calmodulin and transmitter // J. Neurosci. 1991. - V. 11,-N. 9. -P. 2655-2665.

67. Alberini C.M., Ghirardi M., Metz R., Kandel E.R. C/EBP is an Immediate-early gene required for the consolidation of long-term facilitation in Aplysia // Cell. -1994.-V. 76.-P. 1099-1114.

68. Alkon D.L. A biophysical basis for molluscan associative learning. In: Conditioning, / Ed. Ch.D.Woody. - New York: Plenum Press. - 1982. - P. 147170.

69. Alkon D.L. Changes of membrane currents during learning // J. Experim. Biol. -1984.-V. 112.-P. 95-112.

70. Alkon D.L., Rasmussen H. A spatial-temporal model of cell activation // Science. 1988.-V. 239.-P. 998-1005.

71. Alkon D.L., Disterhot J., Coulter D. Conditioning-specific modification of postsynaptic membrane currents in mollusc and mammal. In: The Neural and Molecular Bases of Learning / Eds, J.-P. Changeux, M. Konishi. - John Wiley & Sons. - 1987.-P. 205-237.

72. Andersen P., Strom J., Wheal H. V. Thresholds of action potentials evoked by synapses on the dendrites of piramidal cells in the rat hippocampus in vitro // J. Physiol. 1987. - V. 383. - P. 509-526.

73. Bailey C.H., Chen M Long-term memory in Aplysia modulates the total number of varicosities of single identified sensory neurons // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-1988a. V. 85, N 7. - P. 2373-2377.

74. Bailey C.H., Chen M. Long-term sensitization in Aplysia increases the number of presynaptic contacts onto the identified gill motor neuron L7 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988b. - V. 85. - P. 9356-9359.

75. Bailey C.H., Bartsch D., Kandel E.R. Toward a molecular definition of long-term memory storage // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - V. 93. - P. 13445-13452.

76. Balaban P.M. Postsynaptic mechanizm of withdrawal reflex sensitization in the snail // J. Neurobiol. 1983. - V. 14, N 5. - P. 365-375.

77. Balaban P.M. Behavioral neurobiology of learning in terrestrial snails // Prog, in Neurobiol. 1993. - V. 41. - P. 1-19.

78. Balaban P., Bravarenko N. Long-term sensitization and environmental conditioning in terrestrial snails // Experim. Br. Res. 1993. - V. 96. - P. 487-493.

79. Billy A., Walters E. Long-term expansion and sensitization of mechanosensory receptive fields in Aplysia support an activity-dependent model of whole-cell sensory plasticity // J. Neurosci. 1989. - V. 19, N 4. - P. 1254-1262.

80. Braha O., Edmonds B., Sactor T., Kandel E.R., Klein M. The contribution of2+protein kinase A and protein kinase C to the actions of 5-HT on the L-type Ca current of the sensory neurons in Aplysia // J. Neurosci. 1993. - V. 13, N. 5. - P. 1839-1851.

81. Burrell B.D., Sahley C.L. Generalization of habituation and intrinsic sensitization in the leech // Learn. Mem. 1998. - V. 5, N 6. - P. 405-419.

82. Burrell B.D., Sahley C.L. Serotonin depletion does not prevent intrinsic sensitization in the leech // Learn. Mem. 1999. - V. 6, N 5. - P. 509-520.

83. Byrne J. Cellular analysis of associative learning // Physiol. Rev. 1987. - V.67, N2.-P. 329-439.

84. Carew T.J., Hawkins R.D., Kandel E.R. Differential classical conditioning of a defensive witdrawal reflex in Aplysia californica // Science. 1983. - V. 219, N 4583. - P. 397-400.

85. Carew T.J., Sahley C.L. Invertebrate learning and memory: from behavior to molecules // Annu. Rev. Neurosci. 1986. - V. 9. - P. 435-487.

86. Castellucci V.F., Carew T.J., Kandel E.R Cellular analysis of long-term habituation of the gill-withdrawal reflex of Aplysia californica // Science. 1978. - V. 202,N22.-P. 1306-1308.

87. Castellucci V.F., Blumenfeld H., Goelet P., Kandel E.R. Inhibitor of protein synthesis blocks long-term behavioral sensitization in the isolated gill-withdrawal reflex of Aplysia// J. Neurobiol. 1989. - V. 20, N l.-P. 1-9.

88. Castellucci V.F., Frost W.N., Goelet P., Montarollo P.G., Schacher S., Morgan J.A., Blumenfeld H., Kandel E.R. Cell and molecular analysis of long-term sensitization in Aplysia // J. Physiol. (Paris). 1986. - V. 81, N 4. - P. 349-357.

89. Charlton M.P., Smith S.J., Zucker R.S. Role of presynaptic calcium ions and channals in synaptic facilitation and depression at the squid giant synapses // J. Physiol. 1982. - V. 373. - P. 173-193.

90. Clark G.A., Kandel E.R. Induction of long-term facilitation in Aplysia sensory neurones by local application of serotonin to remote synapses // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993.-V. 90, N23.-P. 11411-11415.

91. Cleary L. J., Lee W. L., Byrne J. H. Cellular correlates of long-term sensitization in Aplysia // J. Neurosci. 1998. - V. 18. - P. 5988-5998.

92. Colebrook E., Lukowiak K. Learning by the Aplysia model system: lack of correlation between gill and gill motor neurone responses // J. Experim. Biol. -1988.-V. 135.-P. 411-429.

93. Crow T., Forrester J. Down-regulation of protein kinase C and kinase inhibitors dissociate short- and long-term enhancement produced by one-trial conditioning of Hermissenda // J. Neurophysiol. 1993. - V. 69, N 2. - C. 636-641.

94. Dale N., Kandel E.R., Schacher S. Serotonin produces long-term changes in the excitability of Aplysia sensory neurons in culture that depend on new protein synthesis // J. Neurosci. 1987. - V. 7, N. 7. - P. 2232-2238.

95. Dale N, Schacher S, Kandel E.R. Long-term facilitation in Aplysia involves increase in transmitter release // Science. 1988. - V. 239. - P. 282-285.

96. Dash P.K, Hocher B. and Kandel E.R. Injection of cAMP-responsive element the nucleus blocks long-term facilitation // Nature. 1990. - V. 345. - P. 718-721.

97. Davis W.J. Neural consequences in Pleurobranchaea californica // J. Physiol. (Paris) 1986. - V. 81, N 4. - P. 349-357.

98. Edmonds B, Klein M, Dale N, Kandel E.R. Contributions of two types of calcium channels to synaptic transmission and plasticity // Science. 1990. - V. 250, N 4984. -P.l 142-1147.

99. Eliot L.S, Kandel E.R, Hawkins R.D. Modulation of spontaneous transmitter release during depression and posttetanic potentiation of Aplysia sensory-motor neuron synapses isolated in cultyre // J. Neurosci. 1994. - V. 14, N 5. - P. 32803292.

100. Eliot L.S, Kandel E.R, Siegelbaum S.A, Blumenfeld H. Imaging terminals of2+

101. Aplysia sensory neurones demonstrates role of enhanced Ca influx in presynaptic facilitation //Nature. 1993. - V. 361. - P. 634-637.

102. Farley J, Alkon D.L. Cellular mechanisms of learning, memory, and information storage // Annu. Rev. Psychol. 1985. - V. 36. - P. 419-494.

103. Farley J, Han Y. Ionic bases of learning-correlated excitability changes in Hermissenda type A photoreceptors // J. Neurophysiol. 1997. - V. 77. - P. 15571572.

104. Farley J, Wu P. Serotonin modulation of Hermissenda type B photoreceptor light responses and ionic currents: impulations for mechanisms underlying associative learning // Br. Res. Bull. 1989. - V. 22, N 22. - C. 335-351.

105. Fischer T.M, Zucker R.S, Carew T.J. Activity-dependent potentiation ofsynaptic transmission from L30 inhibitory interneurons of Aplysia depends on2+ 2+ residual presynaptic Ca but not on postsynaptic Ca // J. Neurophysiol. 1997.

106. V. 78, N. 4.-P. 2061-2071.

107. Flores V, Brusco A, Saavedra J.P. The serotoninergic systrm in Cryptomphalus aspersa. Immunocytochemical Study with an Anti-5-HT antiserum // J. of Neurobiol. 1986. - V. 17, N. 5. - P. 547-561.

108. Frost W.N, Brandon C.L, Mongeluzi D.L. Sensitization of the Tritonia escape swim // Neurobiol. Learn. Mem. 1998. - V. 69, N 2. - P. 126-135.

109. Frysztak R.D., Crow T. Echancement of type B and A photoreceptor inhibitory synaptic connections in conditioned Hermissenda // J.Neurosci. 1994. - V. 14, N 3.-P. 1245-1250.

110. Gadotti D., Bauce L.G., Lukowiak K., Bulloch A.G.M. Transient depletion of serotonin in the nervous system of Helisoma // J. Neurobiol. 1986. - V. 17, N 5. P. 431-447.

111. Gelperin A. Rapid food-aversion learning by a terrestrial mollusk // Science. -1975.-V. 189.-P. 567-570.

112. Gillette R., Gillette M.U., Davis W.J. Substrates of command ability in a buccal neuron of Pleurobranchaea. I. Mechanisms of action potential broadening // J. Comp. Physiol. 1982. - V. 146. - P. 449-459.

113. Gillette R., Kovac M.P., Davis W.J. Command neurones in Pleurobranchaea receive synaptic feedback from the motor network they excite // Science. 1978. -V.199. - P. 798-801.

114. Glanzman D.L. The cellular basis of classical conditioning in Aplysia californica it's less simple than you think // Trends Neurosci. - 1995. - V. 18, N 1. - P. 3036.

115. Glanzman D. L., Krasne F.B. 5,7-dihydroxytryptamine lesions of crayfish serotonin-containing neurons: effect on the lateral giant escape reaction // J. Neurosci. 1986. - V. 6, N 6. - P. 1560-1569.

116. Goelet P., Castellucci V.F., Schacher S., Kandel E.R. The long and the short of long-term memory a molecular framework //Nature. - 1986. - V. 322, N 31. - P. 419-422.

117. Gospe S.M. Mininreview: Studies of dofamine pharmacology in molluscs // Life Sci. 1983. - V. 33. - P.1945-1957.

118. Green K. A., Harris S.J., Cottrell G.A. Dopamine directly activates a ligandgated channel in snail neurones // Pflug. Arch. 1996. - V. 431, N 4. - P. 639-644.

119. Greenberg S.M., Castellucci V.F., Bayley H., Schwartz J.H. A molecular mechanism for long-term sensitization in Aplysia // Nature. 1987. - V. 329, N 6134.-P. 62-65.

120. Hawkins R.D. A cellular mechanism of classical conditioning in Aplysia // J. Experim. Biol. 1984. - V. 112. - P. 113-128.

121. Hawkins R. D., Kandel E. R., Siegelbaum S. A. Learning to modulate transmitter release: Themes and variations in synaptic plasticity // Annu. Rev. Neurosci. -1993,-V. 16.-P. 625-665.

122. Hawkins R.D., Abrams T.W., Carew T.J., Kandel E.R. A cellular mechanism of classical conditioning in Aplysia: activity dependent amplification of presynaptic facilitation// Science. 1983. - V. 219. - P. 400-405.

123. Hernadi L., Elekes K. Topographic organization of serotonergic and dopaminergic neurons in the cerebral ganglia and their peripheral projection patterns in the head areas of the snail Helix pomatia // J. Comp. Neurol. 1999. -V. 411,N2.-P. 274-287.

124. Hernadi L., Hiripi L., Vehovszky A., Kemenes G., Rozsa K. Ultrastructural, biochemical and electrophysiological changes induced by 5,6-dihydroxytryptamine in the CNS of the snail Helix pomatia L // Br. Res. 1992. -V. 578, N 1-2.-P. 221-234.

125. Hochner B., Klein M., Schacher S., Kandel E.R. Addititional in the cellular mechanism of presynaptic facilitation contributes to behavioral dishabituation in Aplysia // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986. - V. 83. - P. 8794-8798.

126. Jahan-Parwar B., S.-Rozsa K., Salanki J., Evans M.L., Carpenter D.O. In vivo labeling of serotonin-containing neurones by 5,6-dihydroxytryptamine in Aplysia

127. Br. Res. 1987. - V. 426. - P. 173-178.2+

128. Kamiya H., Zucker R.S. Residual Ca and short-term synaptic plasticity // Nature. 1994. - V. 371, N 6498. - P. 603-606.

129. Kandel E.R., Schwartz J.H. Molecular biology of learning: modulation of transmitter release // Science. 1982. - V. 218, N 4571. - P. 433-442.

130. Katz P.S., Frost W.N. Intrinsic neuromodulation in the Tritonia swim CPG: serotonin mediates both neuromodulation and neurotransmission by the dorsal swim interneurons // J. Neurophysiol. 1995. - V. 74, N 6. - P. 2281-94.

131. Kemenes G. In vivo neuropharmacological and in vitro lager ablation techniques as tools in the analysis of neuronal circuits underling behavior in a molluscan model system of Aplysia californica // Gen. Pharmacol. 1997. - V. 29, N 1. - P. 7-15.

132. Klein M., Kandel E.R. Presynaptic modulation of voltage-dependent Ca2+ current: mechanism for behavioral sensitization in Aplysia californica // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1978. - V. 75. - P. 3512-3516.

133. Klein M., Shapiro E., Kandel E.R. Synaptic plasticity and the modulation of the Ca2+ current // J. Experim. Biol. 1980. - V. 89. - P. 117-157.

134. Kovac M.P., Matera E.M., Volk P.J., Davis W.J. Food avoidance learning is accompanied by synaptic attenuation in identified interneurons controlling feeding behavior in Pleurobranchaea // J. Neurophysiol. 1986. - V. 56, N 3. - P. 891-905.

135. Kovac M.P., Davis W.J. Matera M., Morielli A., Croll R.P. Learning: neural analysis in the isolated brain of a previously trained molluscs, Pleurobranchaea californica//Br. Res. 1985. -V. 331, N2. - P. 275-284.

136. Krasne F. B., Glanzman D.L. What we can learn from invertebrate learning // Annu. Rev. Psychol. 1995. - V. 46. - P. 585-624.

137. Lent C.M., Dickinson M.N. Retzius cells retain functional membrane properties following "ablation" by toxin 5,6-DHT // Br. Res. 1984. - V. 300. - P. 167-171.

138. Lent C.M., Santamarina L. 6-Hydroxydopamine produces lesions of serotonin-containing Retzius cells in the leech nervous system // Br. Res. 1984. - V. 323, -N2.-P. 335-341.

139. Lin X.Y., Glanzman D.L. Hebbian induction of long-term potentiation of Aplysia sensorimotor synapses: partial requirement for activation of an NMDA-related receptor // Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1994. - V. 255, N 1344. - P. 215221.

140. Lukowiak K., Colebrook E. Classical conditioning alters the efficacy of identified gill motor neurons in producing gill withdrawal movements in Aplysia // J. Experim. Biol. 1988. - V.140, N 2, 3. - P. 273-285.

141. Lynch M.A. Mechanisms underlying induction and maintenance of long-term potentation in the hippocampus // BioEssays. 1989. - V. 10. - P. 85-90.

142. Mackey S.L., Kandel E.R., Hawkins R.D Identified serotoninergic neurons LCB1 and RCB1 in the cerebral ganglia of Aplysia produce presynaptic facilitation of siphon sensory neurons // J. Neurosci. 1989. - V. 9, N 12. - P. 4227-4235.

143. Matzel L.D., Lederhendler I.I., Alkon D.L. Regulation of short-term associative memory by calcium-dependent protein kinase // J. Neurosci. 1990. - V. 10, N. 7. - P. 2300-2307.

144. Matzel L.D., Talk A.C., Muzzio I.A., Rogers R.F. Ubiquitous molecular substrates for associative learning and activity-dependent neuronal facilitation // Annu. Rev. Neurosci. 1998. - Y.9. - P. 129-167.

145. Mauelshagen J., Parker G.R., Carew T.J. Dynamics of induction and expression of long-term synaptic facilitation in Aplysia // J. Neurosci. 1996. - V.16. - P. 7099-7108.

146. Mauelshagen J., Sherff C.M., Carew T.J. Differential induction of long-term synaptic facilitation by spaced and massed applications of serotonin at sensory neuron synapses of Aplysia californica // Learn. Mem. 1998. - V.5, N 3. - P. 246-256.

147. Montarollo P.G., Kandel E.R., Schacher S. Long-term heterosynaptic inhibition in Aplysia//Nature. -1988. -V.333, N 6169. P. 171-174.

148. Mpitsos G.G., Davis W.L. Learning: classical and avoidance conditioning in the mollusk Pleurobranchaea // Science. 1973. - V. 180. - P. 317-320.

149. Mpitsos G.G., Collins S.D., McClellan A.D. Learning: A model system for physiological studies // Science. 1978. - V.199. - P. 497-506.

150. Muller U., Carew Y.J., Serotonin induces temporally and mechanistically distinct phases of persistent PKA activity in Aplysia sensory neurons // Neuron. 1998. -V. 21, N6.-P. 1423-1434.

151. Murphy G.G., Glanzman D.L. Enhancement of sensorimotor connections by2+conditioning-related stimulation in Aplysia depends upon postsynaptic Ca // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - V. 93, N 18. - P. 9931-9936.

152. Muzzio I.A., Talk. A.C., Matzel L.D. Incremental redistribution of protein kinase C underlies the acquisition curve during in vitro associative conditioning in Hermissenda // Behav. Neurosci., 1997. - V. 111, N 4. - P. 739-753.

153. Nelson T.J., Alkon D.L. Specific protein changes during memory acquisition and storage // Bio Essays. 1989. - V. 10, N 2,3. - P. 75-79.

154. Ogren S.O. Central serotonin neurons and learning in the rat. In: Biology of Serotoninergic Transmission. / Ed., N.N. Osborne, J. Wiley. New York. - 1982. -P. 317.

155. O'Leary F.A., Byrne J.H., Cleary L.J. Long-term structural remodeling in Aplysia sensory neurons requires de novo protein synthesis during a critical time period // J. Neurosci. 1995. - V. 15, N 5. - P. 3519-3525.

156. Osborne N.N., Pentreath V.W. Effects of 5,7-dihydroxytryptamine on an identified 5-hydroxytryptamine-containing neurone in the central nervous system of the snail Helix pomatia // Brit. J. Pharmacol. 1976. - V. 56, N 1. - P. 29.

157. Pinsker H.M., Hening W.A., Carew T.J., Kandel E.R. Long-term withdrawal reflex in Aplysia // Science. 1973. - V. 182, N 4116. - P. 1039-1042.

158. Robinson T.E., Becker J.B. Enduring changes in brain and behavior produced by chronic amphetamine administration: a review and evalution of animal models of amphetamine psychosis // Br. Res. Rev. -1986. V.l 1, N 2. - P. 157-198.

159. Robinson T.E., Camp D.M. Long-lasting effects of escalating doses of d-amphetamine on brain monoamines, amphetamine-induced stereotyped behavior and spontaneous nocturnal locomotion. // Pharmacol. Biochem. . Behav. 1987. -Y.26, N 4. - P. 821-827.

160. Rose S.P.R. Cell-adhesion molecules, glucocorticoids and long-term memory formation // Trends in Neurosci. 1995. - V. 18. - P. 502-506.

161. Rozsa K.S., Hernadi L., Kemenes G. Selective in vivo labelling of serotoninergic neurones by 5,6-dihydroxitryptamine in the snail Helix pomatia L // Comp. Biochem. Physiol. 1986. - V. 85C, N 2. - P. 419-425.

162. Rozsa K.S., Salanki J., Sakharov D.A. Long-term effect of 6-hydroxydopamine on identified central neurons involved in control of visceral functions in Hellix pomatia L. // Comp. Biochem. Physiol. 1983. - V. 76C, N 2. - P. 327-333.

163. Sahley C.L. Serotonin depletion impairs but does not eliminate classical conditioning in the leech Hirudo medicinalis // Behav. Neurosci. 1994. - V.108, N6.-P. 1043-1052.

164. Sakharov D.A. Integrative function of serotonin common to distantly releated invertebrate animals // "The early brain. Proceedings of the Symposium "Invertebrate Neurobiology", Abo. 1990. - C. 73-89.

165. Sakharov D.A., Salanki J. Effects of dopamine antogonists on snial locomotion // Experientia. 1982. - V. 38, -N 9. - P. 1090-1091.

166. Schacher S., Castellucci V.F., Kandel E.R. AMP evokes long- term facilitation in Aplysia sensory neurons that requires new protein syntheses // Science. -1988. -V. 240, N 4859. P. 1667-1669.

167. Schacher S., Montarolo P. Kandel E.R. Selective short- and long- term effect of serotonin, small cardiactive peptide, and tetanic stimulation on sensorimotor synapses of Aplysia in culture // J. Neurosci. 1990. - V. 10, N 10. - P. 32863294.

168. Schmalz E. Zur Morphologie des Nervensystems von Helix pomatia // Ztschrift Wissenshaft Zoology. 1914. - V. 3. - P. 506-568.

169. Scholz K.P., Byrne J.H. Long-term sensitization in Aplysia: Biophysical correlates in tail sensory neurons // Science. 1987. - V. 235. - P. 685-687.

170. Scholz K.P., Byrne J.H. Intracellular injection of AMP induces a long-term reduction of neuronal K currents // Science. 1988. - V. 240, N 4859. - P. 16641666.

171. Schwartz J.H., Greenberg S.M. Molecular mechanisms for memory: Second-messenger induced modification of protein kinases in nerve cells // Annu. Rev. Neurosci. 1987. - V. 10. - P. 459-476.

172. Shapiro E., Castellicci V.F., Kandel E.R. Presynaptic inhibition in Aplysia involves a decrease in the Ca2+ current of the presynaptic neuron // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980.-V. 77. - P. 1185-1189.

173. Shuman T.V., Clark G.A. Synaptic facilitation at connection of Hermissenda type B photoreceptors // J. Neurocsi. 1994. - V. 14, N 13. - P. 1613-1622.

174. Sossin W.S. An autonomous kinase generated during long-term facilitation in2+

175. Aplysia is related to the Ca independent protein kinase C Apl II. // Learn. Mem. - 1997. - V. 4, N 3. - P. 389-401.

176. Staras K., Kemenes G., Benjamin P.R. Neurophysiological correlates of unconditioned and conditioned feeding behavior in the pond snail Lymnaea stagnalis // J. Neurophysiol. 1998. - V. 79. - P. 3030-3040.

177. Staras K., Kemenes G., Benjamin P.R. Cellular traces of behavioral classical conditioning can be recorded at several specific sites in a simple nervous system // J. Neurosci. 1999. - V. 19. - P. 347-357.

178. Stopter M, Chen X, Tai Y.T, Huang G.S, Carew T.J. Syte specificity of short-term and long-term habituation in the tailelicited siphon withdrawal reflex of Aplysia // J. Neurosci. 1996. - V. 16, N 16. - P. 4923-4932

179. Sugita S, Baxter D.A, Byrne J.M. Activators of protein kinase C mimic serotonin-induced modulation of a voltage dependent potassium current in pleural sensory neurons of Aplysia // J. Neurophysiol. - 1994. - V. 72, N 3. - P. 1240-1249.

180. Sugita S, Baxter D.A, Byrne J.H. Differential effects of 4-aminopyridine, serotonin, and phorbol esters on facilitation of sensorimotor connections in Aplysia // J. Neurophysiol. 1997. - V.77, N 1. - P. 177-185.

181. Sulzer D, Chen T, Lau Y.Y, Kristensen H, Rayport S, Ewing A. Amphetamine redistributes dopamine from synaptic vesreles to the cytosol and promotes reverse transport. // J. Neurosci. 1995,- V. 15, N 5. - P. 4102- 4108.

182. Sun Z.Y, Schacher S. Binding of serotonin to receptors at multiple sites is required for structural plasticity accompanying long-term facilitation of Aplysia sensorimotor synapses // J. Neurosci. 1998. - V. 18, N 11. - P. 3991-4000.

183. Sweatt J.D, Kandel E.R. Persistent and transcriptionally-dependent increase in protein phosphorylation in long-term facilitation of Aplysia sensory neurons // Nature. 1989. - V. 339. - P. 51-54.

184. Talk A, Matzel L. Calcium influx and release from intracellular stores contribute differentially to activity-dependent neuronal facilitation Hermissenda photoreceptors // Neurobiol. Learn. Mem. 1996. - V. 66, N 2. - P. 183-197.

185. Teyler T.J, DiScenna P. Long-term potentiation // Annu. Rev. Neurosci. 1987. -V. 10.-P. 131-161.

186. Thompson R.F. Activity-dependence of network properties. In: Neural and Molecular Bases of Learning, / Ed. J.-P. Changeux, M. Konishi. - 1987. - P. 473502. John Wiley and Sons.

187. Trudeau L.E, Castellucci V.F. Sensitization of the gill and siphon withdrawal reflex of Aplysia: multiple sites of change in the neuronal network // J. Neurophysiol. 1993. - V. 70, N 3. - P. 1210-1220.

188. Trudeau L.E, Castellucci V.F. Postsynaptic modifications in long-term facilitation in Aplysia: upregulation of excitatory amino acid receptors// J. Neurosci. 1995. - V. 15, N 2. - P. 1275-1284.

189. Walker R.G., Brooks H.L., Holden-Dye L. Evolutionary aspects of transmitter molecules, their receptors and channels // Parasitology. 1991. - V. 102. - P. 729.

190. Walker R.G., Brooks H.L., Holden-Dye L. Evolution and overview of classical transmitter molecules end their receptors // Parasitology. 1996. - V.113. - P. 333.

191. Walters E.T. Multiple sensory neuronal correlates of site-specific sensitization in Aplysia // J. Neurosci. 1987a. - V. 7, N 2. - P. 408-417.

192. Walters E.T. Site-specific sensitization of defensive reflexes in Aplysia: A simple model of long-term hiperalgesia // J. Neurosci. 1987b. - V. 7, N 2. - P. 400-407.

193. Walters E.T., Ambron R.T. Long-term alterations induced by injury and by 5-HT in Aplysia sensory neurons: convergent pathways and common signals? // Trends in Neurosci. 1995,- V. 18,N3.-P. 137-142.

194. Walters E.T., Byrne J.H. Slow depolarization produced by associative2+conditioning of Aplysia sensory neurons may enhance Ca entry // Br. Res. -1983.-V. 280,N1/2.-P. 165-168.

195. Williams G.V., Goldman-Rakic P.S. Modulation of memory fields by dopamine D1 receptors in prefrontal cortex//Nature. 1995. - V. 376, N 17. - P. 572-575.

196. Woody C.D. Understanding the cellular basis of memory and learning // Annu. Rev. Psychol. 1986. - V. 37. - P. 433-493.

197. Yanow S.K., Manseau F., Hislop J., Castellucci V.F., Sossin W.S. Biochemical pathways by which serotonin regulates translation in the nervous system of Aplysia // J. Neurochem. 1998. - V. 70, N 2. - P.572-583.

198. Zakharov I.S., Ierusalimsky V.N., Balaban P.M. Pedal serotonergic neurons modulate the synaptic input of withdrawal interneurons of Helix // Invert. Neurosci. 1995. - V. 1. - P. 41-52.

199. Zucker R.S. Processes underlying one form of synaptic plasticity: facilitation. -In: Conditioning / Ed. Ch.D.Woody. New York: Plenum Press. - 1982. - P. 249264.

200. Zucker R.S., Delaney K.R., Mulkey R., Tank D.W. Presynaptic calcium in transmitter release and posttetanic potentiation // Annu. N. Y. Acad. Sci. 1991. -V.635.-P. 191-207.

Информация о работе

Андрианов, Вячеслав Вадимович
кандидата биологических наук
Казань, 2000
ВАК 03.00.13

Диссертация

Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Исследование мембранных механизмов долговременной сенситизации у виноградной улитки при истощении серотонина и дофамина - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы