Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Клеточные механизмы эпилептической активности в изолированной полоске коры головного мозга

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Клеточные механизмы эпилептической активности в изолированной полоске коры головного мозга"

Л

орденов дешна и дажш народов акадйлия наук усср

ордена трудового красного зна:'£ни

институт жзпслогии им. а.л. ¿огомольца

На правах рукописи

ДОЩ1ЦЕВ Валерий Эдуардович

УДК 612.822.3:616.8-009.24

КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАШ3.1Ы '¿ШЕПП'ПЕСКОЙ АКТИЕНОСТИ

в изолированно;; поноске коры головного мозга

03.00.13 - Физиология человека и животннх

Автореферат диосертагш на соискание ученой степени • кандидата биологических наук

Киев - 22Э2

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и кивотных Одесского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета июни И.II.Мечникова.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

В.Д.ТАЕаНЕНКО

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

В.М.СТОРОЮТ

доктор медицинских наук, профессор А.Л.ШнНДРА

Ведущее учреждение: Институт физиологии им.А.А.Ухтомского '

Санкт-Потербургсхого государственного университета

Защита диссертации состоится ¿/? 1992г. в

/1( часов на заседании специализированного совета Д-016.15.01 при Институте физиологии им. А.А.Богомольца АН УССР по адресу: 252024, г.Киев, ул.Богомольца, 4.

С диссертацией ыохшо ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 199гг.

Ученый секретарь спепхализкрованного совета, диктор биологических наук ' 3.А.Сорокина-Марина

i -1 -

4

■где/ j . ОБЩАЯ ХАРАКГЕРИСШКА. Р.П0ТЫ

Актуальность проблемы. Изучение клеточных механизмов корковой эггплептаческой активности позволяет выяснить рад ваотейших теоретических вопросов структурно-<5ушщиональной организации выспит отделов ЩС, таких как взаимодействие процессов возбуждения г торможения, значение процессов тормозикия в протекании нормдль-шх и патологических реакций, функциональней организации корковых lefipOHOB и др.

В выполненных ранее рядом автор "в исследованиях экснер^'ен-гальных корковых эпилептогенянх фокусов выяснены некоторые особен-юсти клеточных реакций /Воронин, 13706; Крыжановский и др., 1978; ¡торо&ук, Перфильева, 1967; Ayala et el, 1970; Matsuaoto, Ajmone- , lausen, 1964- a,b; Pollen, lux, 1966: Prince, 19?i; Szente, Bara-iyi, I9f /. Однако эта работы не дозволили четко отдафференци-ювать собственно внутржорковые процессы, ответственные зя ген -ища эпилептических потенциалов, от процессов, вызвгзнх взадао- ! ;ействкен корн с подкорковыми структурам. В последнее время иноков распространение получило изучение эгшлептогенеза на перели-аючпх срезах мозга животных / Algerr Hicoli, 1980; Connors,1984; ¡ ingxedine et al, 19S0, 1986; Gutnick et al, 1933; Hablita, 98Ч-; Miles et al, 1984-; vtong, Traub, 1985 /, Наряду с прешлущест-ами кзучения переаивавдих срезов мозга отмечены и значительные ¡даиги некоторых биохимических и физиологических параметров тага препаратов, что но позволяет непосредственно экстраполировать ззультаты получение in vitro на процессы протекающие in vivo. -

Изолированные участки коры головного мозга с сохтанрчннм пи- ' пьнни кровообращвяиеив разлвчшх модификациях раяее иснолъзо' a-'j :сь для изучения коркового эшмегиюгензза '£е ленков, Чирков, '65; Богословский и др., 1973; Окуджава, IS69; Шуринова, 1977/. ■дако данные, полученные в этих работах, я« дали ote тов на ряд -"шых гопросов, насаадихся ыеханиз"ов шшшадии, ешхронизг дии тор женин эпилептических реакций, ч ншпх эксьэрзшентах исполь-вался препарат изолированной: полосю. коры (ИНК)» предложенный цтаготаи /szentagothai, 1962 /, который.позволяет изучать bhjv- 5 корковые клеточные процессы при сохранении хорошего дЗущшлона-Ь-го состояния корковой ткани с использованием электрического утрикоркового раздражения (ВКР) и згшлептогешшх воздействий.

Цель и задачи иссдедоватш. Целью настоящей работы явилось лзучеше механизмов, лежащих в основе развития интеркктальной и иктальной эпилептической: активности в нейронах новой коры головного мозга, исследование взаимодействия процессов возбуждения и тормсления, свойств пароксизмальних потенциалов и особенностей шянейронного взаимодействия.

Для достижения цела исследования были поставлены следующие основные задачи:

1. Определить постсанапигсеские реакшш нейронов ИПК на ВКР.

2. Исследовать активность нейронов КПК при развитии в ней иктальных и интериктах них эпилептических гязрядоь, вызванных соответственно часами ВКР и аппликацией стрихнина. .

3. Изучить реакции нейронов ИПК на ВКР во время иктальных и зштерикталъных разрядов,

• Новизна полученных результатов. В работе определены особенности клеточных реакций, лекащих в основе собственно внутрикорко-вых процессов развития, протекания и торможения эпилептической активности.

Показано, что развитие эпилептической активности в РЖ под действием стрихнина и частнх ВКР овроводцается подавлением пост-синапт: чес-ого торм. .тения. Растормаживающее действие частых БКР связано с активацией ввутранорковых факторов,/по-видимому, с повышением концентрации внеклеточного шм,

Впервые установлено, что при иктальных разрядах в ИПК, вызванных частыми ВКР, в соме нейронов блокируются щшоше потенциалы, но они возникают в удаленных от сомы триггерннх зонах клеток в. аксонах. Высокая степзнь синхронизации клеточной активности в таком тиье очага возможна при нарушении ортодрошого распространения возбуждения, что указывает на важную роль несинапти1. хких факторов в процесса синхрошшарти.

В глубоких слоях ксри <Ш-У1) обнаружены немногочисленные пе?тмэкерны© нейроны,иьлциирущие иитериктальные разряда, вызван ные действием игрихника. Показана ьедостато-шость согранения целостности внутрикорковах связей дан. генерализован ого развития интериктальных разрядов в эшлептогенном фокусе.'. Оопарунг._;е, что развитие периодов рефрактерностп за паро'к-сизмальгаыидеиоляризационшми. потенциалами нейронов, в ИПК не

_ з -

обусловлено изменением мембранного пс.знциала (Ш) на уровне сомы нервных клеток, а является результатом особенностей межнейронного взаимодействия, генерацией к распространением потенциалов действия (ЦД) в аксонах.

Теоретическое и практт'ческое значение работа. I). Пoлvчeнннe результата дополняют существующие нейргфизиологические представления о механизмах коркового эшмептогенез; . 2). Определены разлитая в Енипнация п сЕнхрокЕЗс ум клеточгшх реакций при протека-кип иктальных п пятериктальных разрыв, определено значение внут -рикорковах связей в этих процессах. 3). Продемонстрированы отличия свойств возбувдакищх постсннаптических и пароксизмальных потенциалов. 4). Расширены представления о механизмах, лежащих в основе ограничен:;.; и прекращения эпилептических реакций.

Полненные в настоящей работе дапнне о функциональной организации ¡корковых зпклептогешых фокусов могут быть' использована в неврологии, невропатологии, психиатрии и- нейрохирургии.

Апробация .работа. Основные полояония работы бшш доложенн на ХУ съезде физиологического общества СССР, г.Кишинев, 1^87г.; па итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава Одесского госунизерсатата, г.Одссса, 1988г.; на заседании Одесского отделения физиологического общества, г.Одес а, 1987г,

Пуб-яикзтта. По а^теркадам диссертации опубликовано 6 работ.

Стттотта работа. Диссертация изложена на 124 страницах ма- -¡^полисного текста, содержит 22 рисунка. Диссертация состоит из введения, обзора лктзратуры, методики исследоклшя. четырех разделов изложения и обсуждения результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка лг.ературы, включающего 175 работ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТ0,4 ИССВДОВАНга

Исследования ецпсшюни в условия острого экспери. .знта на 48 взрослах кошках зесом 2,1-1,8 кг. Подготовительные операции проводились, под калнпсоловнм наркозом (?0-25 ыг/кг). Нейронную изоляцию передней части супрасильвиевой извилины с сохранением яиалыюго кровообращения производили по методу Сеятаготаи /вгоп-^еоЪЬах,. 1962/./Изоляции участка кори осуществляли при пог.;о:гл

специально изготовленного инструмента-диссектора, представляющего собой узкое (около 1мм) обоюдоострое лезвие изогнутое в виде полуокружности с диаметром около ТО мм. Размеры КПК составляли 10x6 мм в плане и 3-4 ш бо глубине подрезки.

■ В течение опыта эбщую авастезию не применяли,-, во все ране- . вые поверхности-и точки фиксации обрабатывали 0,5$ раствором новокаина. Животное обездоикивали внутривенным введением <1 -тубоку-рарина и переводили на искусственное дыхание. Для уменьшения пульсации мозговой ткани производили цистеряотошю, дренаж четвертого мозгового аелудочка, односторонний пневмоторакс и поверхность коры заливали раствором вгар-агара.

• Регистрацию электрической активности ИПК начинали не ранее чем через два часа посла изоляции. ЗКоГ регистрировали ыовополяр-но поверхностным шариковым платиновым электродом. Б качестве раздражающего электрод? использовали яихромовузо проволоку диаметром 200 ши, изолированную по всей длине за исключением поперечного среза, которую вводили в мозговую ткань першндикуляшо поверхности кора на глубину 1-1,5 ш. Раздражение ИПК осуществляли ш-нополярво прямоугольными Шущульса^и электрического тока длительностью 0,2 мс и аышштудой до 20 В.

Элечтрпескую ар'-ивноеть отдельных нейронов ИПК отводили .1ри помощи сгеюжшых Милроэлектродов. Для внутриклеточной регистрами: использовали ьшкроэяектрода, заполненные раствором цитрата' калия (2,5 моль/л; сопротивлением 20-80 ЫОи. Электроды дая внеклеточного отведения нейронной активности чаподняяи раствором хлориде натрия (4 моль/л) Ил. сопротивление составляло 5-20 МОм. В ряде опытов применяли сдвоенше иинроэдектрода, что позволяло одновремето регистрировать активность одного нейрона вне-, и внутрикяеточво. В этом случае отдельно изготовленные микроэ^ектро-да склеивали так, чтобы расстояние мезду их кончиками составляло 10-40 ыкм. Оба шкроэлект£ода заполняла раствором цитрата калия (2,5 моль/я). Микроэлектрода вводили в кору перпендикулярно ее поверхности на расстоянии 0,5-3 ш о" раздра анцего электрода и гореыещал^ при воплоти ми!фоман1шулятгра.

Индифферентные серебряные, пластинчатые электрода систем . раянраа-ния и регистрации, электрической активности располагали 1.:елжу кипами гсловы и костями черепа. аКоГ и активность нейронов ¡НТК усиливали и регистрировали с , экранов осциллографов на фото-

пленку.

Эпилептическую активность ИПК вызывали поверхностной аппликацией кристаллов стрихнина на полоску Фильтровальной бумаги или нанесением частых (30-100 Гц) прямоугольных импульсов электрического тока амплитудой до 70 В и продолжительностью 0,5-1 мс в течение 2-5 с.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. И ИХ ОБСШ0ШЕ

Постсиняптические и иктальнке эпилептические реакгаш нейоо- ; нов изолированной полоски кош, вызванные внутрикотжовыт раздражениями. Внутриклеточно зарегистрированы постсинаптические реакции 79 нейронов КПК, вкзвашше ВКР. У большинства исследованных нейронов в постсиналтических реакциях присутствовали ТПСП. У 34 нейронов (43$) ответа на ВКР представляли собой первичные ТПСП, у 37 нейронов (47$) - реакции типа ВПСП-ТПСП или ВПСП-пик-ТПСП. В среднем амплитуда ТПСП составляла 9,6^0,5 мВ, а длительность -120^7,6 мс. В восьми случаях (10$) реакции клеток на ВКР выражались в появлении ЕПСП, которые могли давать начало 1Щ.

Нанесение серий сверхпороговых (2-5 порогов) ритмических ВКР с частотой 2-10 Гц приводило к быстрому подавлению ТПСП. Подавление ТПСП сопровождалось ростом ВПСП. У нейронов, в реакциях которых ВПСП отсутствовали, эти потенциалы возникали при подавлении раннего компонента ТПСП. Постепенно нарастающие деполяраза-ционные потенциалы достигали амплитуда 20 глВ' и длительности . 200 мс и давали начало залпам пиковых потенциалов. Уменьшение силы серий ВКР до пороговой сопровоздалось уменьшением деполяриза- • цдонннх потенциалов и восстановлением" ТПСП. Эти результаты показали, что ТПСП нейронов ИПК обладают больной чувствительностью к сериям ВКР, когда подавление этих потеншалоо сопровождалось ростом ВПСП и усилением возбуждающих кежнейронных взаимодействий. Схожие результаты, полученные при тетанизации срезов гаппокампа, объясняются позитивным сдвигом равновесного потенциала ТПСП, который вызван увеличением внеклеточной концентрации ионов калия I МсСагтеп, 1935/.

Изменение характера реакции при нанесении ритмических БКР происходило у клеток, которые на одиночные стимулы отвечали ВПСП. Серии раздражений приводили. к быстрому увеличению деполяризацкон-1шх потенциалов, сугдмаотя которых вызывала, уиенькенке 'ДО. При

падении МП на 2СР-25 мВ относительно потенциала покоя ОД полностью инактивировались.

Внутриклеточно бшш исследованы реакции 76 нейронов ИПК во время развития в ней ¡остальных разрядов, вызванных частыми (30100 Гц) ВКР. По мере -етанизащш мембрана нейронов деполяризовалась на 10-15 мВ относительно гггевдиала покоя и после прекращения стимуляции на этом уровне Щ развивалась тоническая фаза йкталь- * ных разрядов. Эта фаза характеризовалась появлением быстрых де-поляризационных колебаний МП амплитудой до 12 мВ, возникающих синхронно с эЕилегоачесюши пиками на ЭКоТ с частотой до 20/с. При переходе к адонической ф^зв появлялись реполяризацио«ные сдвиги 'МП и периоды отсутствия эпилептической активности на ЭКо1. Парок-сизыальные деполяризадаонные сдвиги в а гот период достигали амплитуда 20 ыЭ и длительности 300 мс. Во всех случаях наблвдали четкую «лшхрелизацдо клеточной и суммарной эпилептической активности, ■ реакции ИПК и всех исслед. ванных нейронов начинались и оканчивались сизовременг-'. Окончание иктальных разрядов на клеточном уровне, как.правило, ■ сопровождалось развитием длительной (до нескольких десяткоь секунд) постикталыюй гииерподяризаши (ШГ) амплитудой до 18 мБ.

Во *сех случаях, когда акгиънооть нейронов отводили внутри-клеточно, во. время икга." лщх разрядов не регистрировали ЦЦ, хотя в меттудороаные периода эти потенциалы наблюдали. Нервные, клетки, вовлекающиеся в эгпледтическую активность, внутриклеточно- обнаружены на глуиине 355-2150 шы и на расстоянии 0,5-3 ж между разлагающем и отводыима электредаиш, т.е. практически во всем объеме изолированной поли.

В исспедуемом тале очага практически отсутствует дифференциация рейрог та по степе, д и виду вовлечения в патологический тип активности в отличие от. большинства других гксЕершантаяьшх типов эпилептогенных очагов Дрш&аовсхий и др., 1978; Окуджава и

1985; Ajala et в1, "97и; Matcumoto, А^шопе-Матсахк, "19&4а, Ъ; Prince, 1971 /.Отсутствие пиковых потенциалов в соме нейронов йЬ время иктальных разрядов -видетг стзует о нарушении ортодрои- . hoiv распространения возбуждения.

Бкс.слеточно. зарегистрированы реакции 85 нейронов ИПК во вре-ш. развития в ке-Т иктальных разрядов. После нанесения частой электрической слшулящшнейрона в^тоническую фазу генерир'овали ода- '

ночные ДЦ, а в клонич^скую - залпы 1Щ воэннкаш. .е с частотой следования эпилептических пиков на ЭКоГ. Б большинстве случаев начало и окончание клеточной и суммарной эпилептической активности совпадал--.

14 из 85 зарегистрированных нейронов вовлекались в икгаль-ные разряды с некоторой задержкой. Обычно эти клетки были "мол' чайками" в начале тонической фазы и начинали генерировать Бд во ^второй половине тонической фазы или с развитием клонической. Следуя в едином ритме с пихаш нэ ЭКоГ, залпы ПД отдельных нейроно;. , возникали в разные фазы ЭКоГ пиков fih с ¡екоторым временным ин- -• тервалом, опережая или запаздывая по отношении к шил. В ряде случаев этот интервал изменялся при возникновении каждой ведущей группа эпилептических потенциалов клонической фазы. Отличия в поведении регистрируемых внеюгеточно ПД и соматических пароксиз-мальаых ."^поляризационных потенциалов свидетельствуют о различая механизмов их генерации. \

Вовлекающиеся в эпилептическую активность нервнне клетки были обнаружены на глубине 110-2250 мил и расстоянии 0,5-3 ш ues-ду раздралатарш и отводящим микроэлектродали, т.е. практически • во всем объема ШК.

Результаты вне- и внутриклеточного отведения активности нейронов во. время метальных разрядов оказались в очевидном противоречии относительно способности нейронов гэнэ^ лровать ЦД. „ля разрешения этого.противоречия были выполнены эксперименты' с одновре-' мешым вне- и вяутрнь_егочшл отведением активности отдельных нейронов о помодьэ сдвоенных микроэлеятродов. В таких условиях с ли зарегистрирована реакция пота нейронов. Во время иктальных разрядов от всех этих пейренов внутрзклегочно тводо^ лишь ме*-яошзде парокиизмашзыз сдвиги МП, а внеклетечно - ииковыэ по'ген-хракн, котернэ бшш синхрояизаровашо соматическими пароксиз-иаяшвга. потзяцеаяаьш.

■ Результаты srnx исследований подевзрздавт то, что ПД в^чни-' яая в каких-то траггернюс зонах нейронов во времг иктальных разрядов не спосс 'т распространяться на тх сому. Существ: :от рабо- . ТЫ /Ээрох-; I9S6; Gutnlck, Prince, 1974 J Noobela, Prince, 1973} Sahüartakroin et al, 19?5 f, показывайте генерации пикогых потенциалов в аксонах, расположенных в корковых »шлелтог».~ных фокусах и их антидромное раслространение.

Реакции нейронов изолированной полоски коры на внттшкор-ковые раздражения во время иктальнь:х -разрядов. Одиночные.-ВКР наносили на протяжении и некоторое время после окончания иктальных разрядов, вызванных в ИПК частой электрической стимуляцией. В этих условиях внутрдкпеточно исследованы реакции 28 нейронов. Ответ нервной клетки на одиночные ВКР в тонической фазе зависел от того, в какой момент быстрого деполяризационного колебания МП был нанесен стимул. Если раздражение наносилось на фоке быстрого де-поляризаиионного колебания, то ответ на него был редуцирован. Если стимул наносили после деполяризационного потенциала, то ответ-.ная реакция усиливалась и становилась похояеп на спонтанно возни-кавдуи. Таким образом, в тоническую фазу иктальных разрядов наб-лддали периода рефрактерности, следившие за пароксизмальными де-поляризацпоншми. потенциалами.

В клокэтескую фазу, с появлением реполяриэациоишас сдвигов МП, увеличением интервалоз мезду пароксизмальншш деполяризацион-ными потенциалами и ростом их амплитуда и длительности, развитие периодов рефрактерности проявлялось более отчетливо. Раздражение, : приходящееся на плато иарэксизшльного деполяркзашюнного потенциала, не вызывало ответных реакций. При нанесении стимула на нисходящей фазе этого потенциала реакция нейронов напоминала ВПСП. Если раздражение наносили с некоторой задержкой по отношеншо к предыдущему пароксизмальноку потенциалу, то ответная реакция возрастала по амплитуде и длительности и по характеру, приближалась к спонтанно возникающим пароксизмальным потенциалам. Развитие периодов рефрактерности совпадало с течением реполяризашюнных сдвигов МП. С постепенным ростом длительности этих сдвигов в кло-нической фазе увеличивалась и продолжительность периодов рефран- . терности. Ранее развитие периодов рефрактерности било показано только во время интерикгальных разрядов/Habiitz, 198t-; Matsyao-to et al, 1959; Prince, 1968 /. Обнаруженная в наших экспериментах градуальность пароксизмалышх деполяризарионных потенциалов свидетельствует в пользу теории, рассматривающей эти реакции как гигантские ВПСП /Окуджава, 1969; Ayala et al, 1973; lichter, Spencer, 1959Ъ; .Jolmston, Brown, 1931 /.

Пароксизиальные ответы нейронов ИПК при нанесении одиночных ВКР могли возникать ецо некоторое вреь:я (до 70 с) после прекращения иктальных разрядов.-'Эти потенциалы также, сопровождались пе-

риодаш рефрактерное™, но имели большую амплитуду (до 30 мВ) по сравнению 6 подобными реакциями клонической оазн, т.к. возникали на фоне устойчивой постиктальной гиперполяризапии. Таким образом, сама гиперполяризацая клеточных мембран не является достаточным условием подавления энилептогенной готовности /ШК после йктальных разрядов. . .

. У большинства исследованных нейронов скрытый период пароксиз-мальных деполяризапионных потенциалов, вызванных одиночными ВКР, на протяжении.йктальных разрядов увеличивался и достигал максимальных значений (до 30 ыс) в конце клошческой фазы и в постик-тальный период, хотя мог изменяться от ответа к ответу. В этих • условиях обнаружилось, что в ответ на одиночные раздражения вначале возникали ВПСП с коротким и стабильным скрытым периодом, за которыми следовали пароксизшлъные реакции. В некоторых спонтанно возникающих потенциалах клокической фазы такке кокно было наб-лйдать ЗВСП, которые опереяали в своем развитии пароксизл«ачьные реакции. ; '

. После прекращения спонтанно возникающих и вызванных эпилептических реакций одиночные ВКР выдавали в нейронах ВПСП. Скрытый период и амплитуда этих потенциалов яе отличались от таковых в ответах нейронов во время йктальных разрядов. В некоторых случаях после прекращения эпилептических реакций ВПСП возникали спонтанно.

После прекращения пароксизкальных реакций, по мере нарастания постиктальной гиперполяризации, вызванные ВПСП уменьшались до полного исчезновения, После этого следовал период возвращения общего уровня нЛ к исходной величине и постепенного восстановления-характера постсииаптических реакций нервных клеток на одиночные ВКР. ВПСП возникали.в постсинаптических реакциях во время йктальных разрядов и некоторое время после их окончания у нейронов, которые в «¿«судорожные периода в ответ на ВКР генерировали ВПСИ-ТПСП юш первичные ТПСП. .

Эти результаты показали, что во время йктальных разрядов и некоторое время после их окончания в вызванных ВКР постсинаптических реакциях нейронов КПК отсутствовали ТПСП. В наших экспериментах подавление постсинкптического торможения обусловлено активацией эндогенных внутрикорковых факторов, одним из которых может являться увеличение концентрации внеклеточного калия /кога

-li-

eb al, 198?; McCarren, Alger, 1985 /.

йнтериктальные пеагаши ¡гечтоиов сттошшнизиорвакной изолированной ' полоски. лйы;« Через 2-5 мин после поверхностного нанесения кристаллов стрихнина в ИПК появлялись спонтанные эпилептические пнтериктальниз разряда амплитудой до 1,5 мВ. В этих условиях внутриклеточно исследованы реакции 43 нейронов. Эти клетки располагались на глубине 275-2325 .мкм от поверхности мозга _ на расстоянии 1-3 ш меяду раздражающим электродом и отводшщши шифо-электродами.

Из 48 исслсдованных нейронов у сеш (15$) были обнаружены пароксизмальные деполяркаацаонные сдвиги (ЦДС) !Ш, которые возникали: синхронно со спонтанными эпилептичес :шми разрядами на ЭКоГ. . Эти больше деполяризаиионше потенциалы амплитудой до 40 кВ к • длительностью до 2CL мс состояли из залпа пиковых потенциалов, раз» виваюшихся на фоне медленной дэполяризашонной волны. Нейроны,' генерировавшие IXJQÏ3 синхронно со спонтанным разрядами на ЭКоГ, располагались на глубине 760-1835 шш от поверхности мозга. Большая часть изученных нервных клеток (85$) не генерировала каких-либо реакций во вреия спонтанных разрядов на ЭКоГ. '

В отличие от острых экспериментальных эпилептических фокусов в интактной норе, г стрихнинкзировашой ИПК обнаружена слабая синхронизация клеточной и сушаряой эпилептической активности. Эти результаты доказывают недостаточное! « внутрикорковых ме&аей-ронных связей для синхронного генерализованного возникновения интериктальных разрядов в нейронах ШШ. Немногочисленные клетки, геп'зр'/руюяг'э дцс спонтанно, юз.т быть отиесшш к пейсиекэршы нейронам, которые по сущэстзукцим косвенном данным /Голиков, Сте-п^ора,' 1982; Chat fc, Ebercole, 1982, 19В4; Coaaors, 193'Ц Pzei,-te, Bareayi, 198? / шшищруэт Ентерпктздькнв разрзды В пнтактноЗ коре. В условиях нашх эвспершаеятов активности атой.груки клеток оказалось недостзтсчно для вовлечения есзго нейронного агрегата в лгтерякташше разряды.

Сверхпорс ?огыв ВКР вызывали Щ,Г> у всех йос£едо£ашшх нейринов ИПК с ¿оротккм и стабильный скрытым периодом. Умэзьшеяке интенсивности стимулов пр. аодаяо к yi -личенш скратыз. перзодов эпилептических реакций: до нескольких десятков миллисекунд и появле-кшр ВПСП о коротким в стабильным скрытым периодом.' Дальнейшее ослабление ВКР прйводило к исчезновении вызванных эпилептических

реакций при сохранении БПСП, которые не сопровождались глперполя-ризашоннкми потенциалами.

У части нейронов (13 клеток) ГШС сопровогдались гиперполяри-зационккки потентатами длительностью 200-1000 мс и амплитудой до 16 кВ. Гиперполяризапиокные потенциалы возникали в едином паттерне с предя:еству:т4х;,1: ЩС. С уменьшением интенсивности раздражений скрытый период гкперподяризаиионшх потенциалов и ЦЦЗ синхронно • увеличивался или они одновременно исчезали. При ЗКР гиперполяри-. затонные потенциалы никогда не возникали изолированно от 1ЩС. Изменением интенсивности БКР не удавалось изменить их амплитуду и длительность. Стимулы, допороговые для получения эпилептических . реакций, у этих нейронов вызывали ВПСИ, которые не сопровождались гиперполяризационными потенциалами.

Отсутствие гиперполяризацкокных потенциалов в постсикапти- • ческих реаю.иях' кейроно: стрихкшшзированной ИПК подтверждает представленные ранее данные об угнетающем действии стрихнина на корковые ТПСП /Кокая И др., 1984; Polle"., Adaone-Marsan, 1965; Pollen lux, 1966 /. Обнаруженные гиперполяразаши, по-видимону, являются следовыми кашгойзависшами калиевыми потенциалами /AIgar, Nicoll, 1930j Hablita, 1931} Kevborry, Nieoil, 1984 /.

Результаты опытов с использованием серий вн^грикоркоЕых стимулов показали, что генерация ЦЦС в нейронах сопровождается развитием периодов рефрактерлости. Позгоряще раздражение, приходящиеся на плато и НЕсходпщуэ (¡азу ПДС, были неэффективны. Лишь после.реполяразашш.мембраны, приблизительно через 300 мс после копдпцаонлрущето раздрааения, возникала полноценная ответная пароксвамал^яая реакщя, Повторпые стимулы, нанесенные с коротки- . т интервалами, вызывали ВДС л па фоне слэдоешс гиперлолярлзацион-шх потенциалов. . .' . "

ВзутрзЕлеточЕо.бияз исследованы реакции' II глиальшх клеток' схрихикнизйрованйой ИНК, которые были идентифицированы по высокого МП (-65 - .-6« iaB), отсутствии пиковых потенциалов, а такзе по больной постоянной времени вызванных дешляризащонных птенпиалов,' Большие деполяризаююшше сдвиги МП ашцштудой до 33 ыВ возника-' ли только при внзвакшзс БКР эпилептических р?-рядах на эКоГ и пе сопровождали спонтанные эпилептические ЭКоГ реакции. Деполяриза-пдонные ■ сдвиги !Ш суштовались, к>-гда интервалы ыьдду стимул"!.® были менее 3 с. Скрытый период потальных деполяризаций не превышал 5 мс> ■

Учитывая, что глиаяьше клетки ведут себя в эпилептогеиных очагах как калийселективные электроды /Ои^хск et ей, 1982; Нгалее, 1971; й1иапп,Вгас1у,1984/, мопно заключить, что вызванные ВКР пароксизмадыше реакции нейронов, но не спонтанные разряда небольшой группы клеток, сопровождаются генерализованным увеличением концентрации внеклеточного калия в КИК. ..

Лослэтэазтадн к длительные детюляоизауионкые потенциалы нейронов стрихнинизированной полоски кота. Эпилептическая активность стрихнинизированной ШК в ряде случаев приобретала характер после-разрядов. На ЭКоГ в это врем появлялись группы разрядов, состоя-ища из 2-6 потенциалов. В этих условиях внутршелеточно зарегист- . . рированы реакции 17 нейронов, которые представляли собой НДС с последующими менее длительными пароксизмальиьшщ деполяризациям! 'амплитудой до 30-40 мВ и длительностью до 50 мс,которые давали .начало залпам пиковых потенциалов, Кык правило, длительность и амгшитуда пароксизмальных деполяризаций в послеразрядах .возрастали. Они возникали на исходном уровне '¡Л, либо на фоне следовых ■ деполяризашошшх потенциалов, следующих за начальным НДС. Ери генерации послеразрядов в нейронах стрихнинизированной ИПК не возникали следовые гиперполяркзашонные потенциалы. " '

Уменьшение интенсивности внутрнкорковых стимулов приводило к увеличения скрытого периода послеразрядов или их исчезновению и появлению в ответ на стимул коротколатентных ВПОП.'С постепенным увеличением силы'раздражений выше пороговой, количество компонентов послеразряца возрастало (от двух, до няти-шести).

Во время генерации послеразрядов в УЖ изменялся характер течения периодов рефрактерности по отношению к интериктальным* эпилептические реакциям. Нанесение тестирующих стимулов вызывало повторные пароксизкалыше решении нейронов на фоне еще незавер-ижвииасся и временную суммам;» этих потенциалов. -При нанесении серий высокочастотных раздражений (50 Гц) обнаружилось, что количество суу>шрущнхоя компонентов послеразрядов,с каждой последующей, вызванной царокекзмальной реакцией, возрастало и длительность периодов рефрактерностц находилась в прямой зависимости от даите-льноети Ешихепткческого возбуадеиия.

Таюш образок,, появление послеразрядов в ИПК связано с об- • дегчениеы повторного пароксизыального'возбуздения. Отсутствие 1 в эте времд следом« тгердоляризашюнкых потенциалов в клеточ-

ных реакциях подтверждает высказанное ракее мнение /Alger, Williamson, 1988; lievjbexry, Kicoll, 1934- / о важной роли ЭТИХ потенциалов в контрле за длительностью эпилептических реакций. Устранение этих потенциалов облегчает возбуждающее сипаптическов межнейронное взаимодействие и ведет к появлению повторных парок-. сизмальных реакций.

У шести нейронов етрюсюшизированний 1ШК, расположенных на ' глубине 745-1360 мкм, были зарегистрированы Еысокоамплитудкые (до 30 мВ) длительные (до 2,8 с) деполяризационные потенциалы (ДЕД) отличные от ПДС. ДЦП ¡шелк резко нарастающий передний фронт, длительное плато, часто с залпами низкоамплитудных пиков, и хорошо выраженную фазу релоляризации. Однако эпилептической реакшш на ЭКоГ соответствовал лить начальный компонент ДДП. Появление этих потенциалов было связано с развитием послеразрядов на ЭКоГ. ' У трех нейронов удалось проследить развитие ДШ. Исходно на одиночные ВКР эти хслетки отвечали реакциями ЩС-гиперполяризацпя. При нанесении внутрикорковых стимулов с. эдовке гпперполяризации постепенно замещались следовыми деполярнзационнкми потенциалам:!. Длительность и амплитуда следовых деполяризаций прогрессивно нарастали, яа них появлялась залш пиковых потенциалов. Зто сопровождалось увеличением длительности ПДС и развитием послеразрядов на ЭКоГ. Дальнейшее 'нарастание следовых деполяризапионных потенциалов приводило к образованию ДШ. Эти потенциалы щ i ВКР возникали по принципу "все или ничего", но в отличие от ПДС не соп-ровозгдадпсь периода,ш рефрактерности и , были способны к временной суимации. —

Появление ДЦП под действием различите конвульсантоз связывая? . с их действием на электровозбудимуи мембрану нейронов /Русинов, Эзрохз, 1957; Barker, llecDonald,. 1930; Heyer et al, 1931; Szents, Baranyi,1989/. В наших экспериментах ДЕД у некоторых нейронов стрпхшпизкрованной ШПС возникали спонтанно, без появления эпилептических реакций на ЗКоГ. Следует учесть,, что у вызванных ДДП лнеъ начальный компонент соответствовал эпилептической ' реакции на ЭКоГ. Формирование переднего фронта ДЩ показало, что решающая роль в этом- процессе 'принадлежит лот'нциалзависимым процессам. При развитии ДДП в ответ'на ВКР появлялись нтидромные ЯД, которые предшествовали цДС. В дальнейшем длзте^ность ант**-црокнкх пиков увеличивалась, юс амплитуда снижалась и эти по-

тенциалк сливались с последующим НДС, что приводило к образованию резко нарастающих коротколатентных передних фронтов ДЩ1. Все это указывает кы оссйне пнпйства электровозбудимой мембраны части нейронов глубоких'слоев стрихнинизированной ИПК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты.наших исследований показали, что развитие эпилептической активности в ИПК сопровождается подавлением постсинап-ткческого торыоаония. Отсутствие ТПСП во время интериктальной активности, вызванной стрихнином, подтверждает представленше ранее данные о подавляющем действии это/о конвульсанта на корковое постсинапгическое торможеше /Кокая и др. 1984; Levi et »1,1982; Pollen, Ajaone-Marsan, 1965; Pollen, Lux, 1966 /.

Подавление ТСШ во время и после окончания иктальных разрядов, вызванных частыми БКР, происходит прк активации внутракорко-вых факторов, одним из которых может быть увеличение внеклеточной концентрации коков калия. Известно, что развитие в коре судорожной активности сопровождается многократным увеличением внеклеточной концентрации калия /Лабахуа и Др., 12866; Hoiacaann, Louvel, 19S4; Hsinemaan at al, 1977; Oliver et al, 1930; Sj-poi-t, Ward, 1974 /. Рост внеклеточного калия, как было показано Дога et el, 19S7; McCcxsren, Alger, 19S5 l приводит к сдвигу равновесного потенциала' корковых ТПСП в позитивном направлении и их исчезновению.

Важным фактом является полное отсутствие ПД при внутриклеточной регистрации активности нейронов ИПК во время иктальных разрядов. Результаты показали что отсутствие ПД в соке нейронов при генерации пароксЕзкальшх деволяризацнонных потенциалов не ~вл«втся результатом деполяризацнонного блокирования, а, по-видимому, связано с падением сопротивления соматической мекираны во время пароксЕЗмальннх реакций /Окуджава идр,, 1985; Ayala et al, 1970; Gutaick et al, 1932; Mstsumoto ot al, 1969/.

С .еввдно, что зарегистрированные знеклеточно ПД во время иктальных разрядов генерируется в удалеш-шх от сомы частях ле^в-шх клетке. В рдю работ /Зсрохи, IS86; Gutnick, Prince, 1974-j Hoebels, Prince, 19?B; Sohwartzlcrr ui et al, 1975 / било, показано, что в аксонах талаыокортякалышх релейных ши каллозальшх нейронов, оканчиваюацхся в корковых епилептогенннх фокусах, могут возникать и антидрошо'распространяться залпы ПД. В отличие

от цпткруеигх работ, в лагах опытах раззягле ГС в соке блоккрует-ся пароксизмальннии изыске киями :,'Л.

Различия в поведен:;:! соматических парокскзмальных деполярк-зашЗ и внеклеточно регистрирует» аксонных ИД указывает на различие механизмов га гекераап:. Если учесть, что в возникновении пароксизмадьккх дезолярсютошшх потенциалов реяащее значение имеют синаптпческие процессы /Окудаава, 196Э; Ayala et al, 1973; Johnston, Brown, 1931,- Matsunoto et al, 1969; Dichter, Spencer, 1969,Ъ /, то, вероятно, за генерацию аксонных Пд ответстзешш несинаптичесхже факторы.

i.'û данным каоих исследовании в глубоких слоях стрихнинизи- ' ровакной КПК находятся немногочисленные нейроны, генерирующие НДС спонтанно. В условиях изоляции участка коры активности этих пейсмекерных нейронов недостаточно для вовлечения всего нейронного агрегата ЙПК в эпилептическую реакцию. Это указывает на важность нарушенных при изоляции подкорковых связей для синхрон-ното и генерализованного вовлечения большее нейронных популяций в спонтанные штериктальные разряда а недостаточность для этого сохранившихся в ИПК внутршсорковых связей.

Инициация и синхронизация реакций нзйронов при развития з ТОК икталькых разрядов обеспечивается иными механизмами, чем в стрдхшшизированнои ИПК, т.к. отсутствие в это время в соме клеток ПД доказывает нарушение ортодромного распространения возбуждения. Судя по внутриклеточным записям, в этом типе очага отсутствуют .выраженные водителя ритма и основным фактором инициации ' и синхронизации клеточной активности при иктальных разрядах, по-видимому, являются ПД,- возникающие в аксонах.

В наших экспериментах пароксизмальные деполяразациокные потенциалы нейронов ШШ сопровождаются периодами рефрактерности. Их возникновение в эхшгентогеншх очаггх связывают с генерацией дательных гиперполярнзационяых потенциалов / Alger, lîiooll, 19SO; , СЬзаЪ erlin Diagledino, 1939} Diopter, Spencer, 1969,b; Prince, 1963; Suppog et al, 1985 •/. Но в ИПК этот механикj отсутствует, т.к. тестирующие стимулы могут вызывать повторные ПДС Через короткие интервал временя в стрихки изироваккой полоске коры даже на фоне пшерпояяризацпонных потенциале^. Во '■ремя икталыай разрядов перист рейрактеркостн наблюдала при деполя ризации клеточных мембран. Таким образом, появление периодов

рефрактерности после пароксизгпальшх деполяризашонных потен1Д!а-лов в нейроЕШ: ИПС ке связано с изменением Ш на уровне сош, а является резулогатсг^ гсобадностей ке;шеГфонного взаимодействия. По-видакому, решающее значение в этом процессе играет генерация и распространено ОД в аксонах корковых нейронов.

шведа

1. Эпилептическая активность в ИПК, вызванная частой электрической стимуляцией или стрихнином, сопровождается подавлением постсинаю „ческого торможения.

2. Во врешг кктальных разрядов, вызванных.частой электрической стимуляцией, в соме нейронов ИПК воз£..кают медленные пароксизмальные деполяразавдонше потенциалы, а в их аксонах - пиковые потенциал:.. Механизмы, ответственные за возникновение этих потенциалов, различны.

3. Блокирование пиковых потенциалов на уровне сош клетки во время икташшх разрядов доказывает нарушение ортодромного распространения возбуздеюш в нейронах ИПК. Следовательно высо-' кая степень синхронизахва! клеточной активности в этом случае достигается при участии несинаптических факторов.

4. В глубоких ел-ах стрихашшзированной ИПК обнаружены немногочисленные нейроны, которые спонтанно генерируют пароксизмальные деполяризациошше потенциалы. Эти клетки являются пейсме-керныки при инициации интериктальных разрядов в коре. Во вре-'мя икталъных разрядов отсутствуют выраженные пейсмекорные ::ейр^чы и дифференциация ."ле^ок по степени вовлечения в реакция.

5. Большинство исследованных нейронов (85^) стрихншшгирозанной 1Ш не генерировали спонтанных эпилептических реакций, что свидетельствует о недостаточности вяутрикорковых связей душ генерализованного вовлечения нейронов козой коры в ннтерик-тыгькые разряды.

6. Периода рефрактерности, сопрог-щдающие пароксизмальные дьло-

. лярЦчЛЕИоннне потенциалы нейронов ЕПК, не связаны с изменениями МП на уровне сомы, а обусл;злены осооенностями мегнейрон-ного взаимодействия.