Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии

Седов, Алексей Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии"

на правах рукописи

СЕДОВ Алексей Сергеевич

Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (СМ-Р1) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии.

03.00.02. - биофизика

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Институте химической физики им. Н.Н.Семенова Российской Академии Наук.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук С.Н. Раева

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Г.Р. Каламкаров

доктор медицинских наук Е.Е. Мейзеров

Ведущая организация Биологический факультет МГУ

им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится « 5 ».и* ^¿м 2006 г. в часов на заседании Диссертационного совета Д 002.039.01 при Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук по адресу: 119977, Москва, ул. Косыгина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической физики им. Н.Н. Семенова Российской Академии Наук.

Автореферат разослан « V .» 2006 г.

Ученый секретарь Совета

к.х.н. . М.А. Смотряева

ЛЦх^

%QOé /

-я&г

Актуальность исследования.

Изучение центральных механизмов сложных форм деятельности, реализуемых человеком при участии речевых систем, является одним из ключевых вопросов понимания основ целенаправленного поведения. Благодаря успешному применению в клинике с лечебно-диагностическими целями методов регистрации электрической активности нейронов с помощью микроэлектродной техники (Albe-Fessard et al, 1962; Jasper a. Bertrand, 1964; Gaze et al., 1964; Bertrand a. Jasper, 1965; Li et al., 1965; Раева, 1970, 1977; Ohye et al., 1972; Raeva, 1972, 1986; Lenz et al., 1989, 1999; Jeanmonod et al., 1993, 1996; Zirh et al., 1998; Magnin et al., 2000; Zhuang et al., 2004 и др.) или долгосрочных вживленных электродов (Bickford et al., 1953; Walter a. Crow, 1961; Бехтерева, 1966, 1974, 1980 и др.), был выдвинут ряд новых представлений о функциональной организации этих форм психической деятельности, связанных с речью (Бехтерева, 1974,1980; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977,1989; Бехтерева и др, 1985; Ojeman et al., 1988; Медведев и Пахомов, 1989; Раева и др., 1990). Возможность отражения в активности нейрона изменений системного уровня при осуществлении сложных форм, связанных с реализацией функций осознанного восприятия, селективного внимания, памяти, произвольного движения до настоящего времени остается одной из актуальных проблем в нейрофизиологии и психологии (John, 1967; Костюк, 1973; При-брам, 1975; Раева, 1977, 1989, 2005; Scheibiel, 1980; Evarts, 1972, 1979; Швырков, 1986; Соколов, 1990; Mennemeier et al., 1997; Van der Verf et al., 2000,2003; Bhatnagar a. Mandybur, 2005 и др.).

Первые результаты в этом направлении были получены на животных в экспериментах с регистрацией нейронной активности в различных структурах мозга, в особенности в коре больших полушарий, при выработке услов-норефлекторного поведения (Fuster a. Alexander, 1971; Ливанов, 1972; Evarts, 1972, 1979; Дуринян, 1975; Серков и Казаков, 1980; Батуев, 1981, 1986; Шульговский и др., 1990; Fuster, 1990; Krauthamer et al, 1992, 1995; Шуль-говский, 1993; Massanes-Rotger et al., 1998; Matsumoto et al., 2001; Kimura et al., 2004 и др.). В ряде экспериментальных работ, выполненных на животных и человеке, выявлена высокая значимость процессов меняющихся проприоцептивных афферентаций при осуществлении движений (Бернштейн, 1966; Иоффе и Самойлов, 1971; Козловская и Овсянников, 1972, Иоффе, 1975; Козловская, 1976; Шаповалова, 1978; Гурфинкель, 1994 и др.).

Позднее, при проведении микроэлектродных исследований во время стереотаксических операций с целью хирургического лечения дискинезий, были получены первые данные об опережающих активационных изменениях нейронной активности в ряде подкорковых структур мозга человека, которые возникали при реализации произвольных движений (Umbach a Ehrkardt, 1965; Jasper a. Bertrand, 1966; Crowell et al., 1968; Raeva 1972, 1986; Hongel et al., 1973; Ohye, 1982; Раева, 1989, 2005; Lenz et al., 1989; Raeva a. Lukashev, 1993 и др.). Анализ этих опережающих нейронных процессов показал их полифункциональный характер и связь с концентрацией внимания при инициации и осуществлении произвольного движений. Мгоукдо^р^^^^^^тренно

I библиотека I

3 I ¿"гз^ ;

новых форм ВНД позволили впервые на клеточном уровне получить прямые доказательства участия ряда неспецифических подкорковых образований в целенаправленной, опосредованной речью, двигательной и умственной деятельности человека (Raeva, 1972, 1986; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1988; Raeva a. Lukashev, 1993; Раева, 2005). В некоторых неспецифических и ассоциативных структурах таламуса и стриопаллидарной системы (Rt, MD, LP, Cd, Pal.l) был впервые выявлен и описан особый класс полифункциональных клеточных элементов, названный "нейронами вербальных команд", селективно реагирующих активационными изменениями на релевантные словесные стимулы, побуждающие человека к реализации какого-либо целенаправленного поведенческого акта. Была установлена связь реакций этих клеток с фокусировкой селективного внимания, осознанным восприятием релевантной информации при реализации произвольного движения, и показана важная роль неспецифических подкорковых структур в обеспечении этих функций (Raeva, 1972, 1986; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1988; Раева и Лукашев, 1987; Раева и др., 1990,1991; Raeva а. Lukashev, 1993; Raeva et al., 1999; Раева, 2005).

В кругу неспецифических структур, участвующих в этих процессах системного уровня, роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса до настоящего времени остается наименее изученной. Ряд авторов рассматривает этот комплекс как одно из ключевых звеньев кортико-таламической интеграции, обеспечивающей обработку и передачу восходящей (сенсорной) и нисходящей регуляторной информации при реализации функций селективного внимания, оперативной памяти, целенаправленного действия (Раева, 1977, 1988, 2005; Crick, 1984; Jones, 1985; Steriade, 1990; Miller, 1992; Paradiso et al., 2004; Bratnagar a. Mandybur, 2005 и др.).

Анализ этих данных привел к постановке задачи о количественном исследовании функциональных характеристик нейронов CM-Pf комплекса и роли этого неспецифического подкоркового центра в целенаправленной деятельности человека в норме и при патологии. Учитывая немногочисленность литературы по этому вопросу, а также ключевое значение CM-Pf комплекса в кругу неспецифических образований переднего мозга, детальное изучение этих вопросов представляется весьма актуальным.

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы было изучение особенностей нейронной организации одного из важных неспецифических подкорковых центров - парафасцикулярного CM-Pf комплекса таламуса, и его роли в центральных механизмах произвольного словесно-опосредованного движения человека в норме и патологии (спастическая кривошея).

Конкретными задачами исследования являлись:

1. Изучение особенностей нейронной организации CM-Pf комплекса человека и функциональных характеристик нейронов по данным фоновой

и вызванной импульсной активности с помощью функционально значимых речевых и/или сенсорных стимулов.

2. Количественный анализ паттернов быстропротекающих импульсных реакций СМ-РГ нейронов на речевые релевантные стимулы с помощью разработанного вейвлет-анализа, а также исследование связи этих реакций с активацией селективного внимания, запуском и реализацией целенаправленного произвольного движения в норме и патологии.

3. Детальный анализ реакций клеток парафасцикулярного СМ^ комплекса при реализации произвольных движений с вовлечением и без вовлечения пораженных мышц шеи, а также при спонтанно возникающих непроизвольных патологических напряжениях шейной мускулатуры у больных спастической кривошеей.

4. Исследование динамики межнейронных взаимодействий в близлежащих клеточных элементах, отводимых одним микроэлектродом, при функционально значимых речевых и/или сенсорных стимулах и реализации целенаправленного произвольного движения.

Новизна исследования и его научно-прикладное значение.

Применение микроэлектродной техники и ряда математических методов позволило получить новые количественные данные об особенностях нейронной организации парафасцикулярного (СМ-Р1) комплекса таламуса при целенаправленной деятельности человека. Выявлена функциональная гетерогенность организации этого неспецифического таламического центра в виде наличия в нем двух основных типов конвергентных нейронов, обладающих полифункциональными свойствами и характеризующихся различием фоновой и вызванной активности. Показана роль неспецифического парафасцикулярного СМ^ комплекса в реализации целенаправленных поведенческих актов, запускаемых при участии речевых систем. Показаны механизмы взаимосвязи изменений импульсной активности с фазами восприятия и обработки словесного побудительного стимула, в частности, с активацией селективного внимания и реализацией произвольного движения человека в сопоставлении с суммарными электрографическими и поведенческими данными в ходе тестирования.

Впервые описаны особенности межнейронных перестроек в близлежащих СМ-М нейронах, зарегистрированных одновременно с помощью одного микроэлектрода. Показано, что в момент начала предъявления императивной команды соседние нейроны динамически формируют активационно-тормозный ансамбль согласованно разряжающихся клеток. Выявлена связь этих импульсных перестроек со смысловой значимостью речевого стимула при отсутствии корреляций с его физическими или акустическими характеристиками.

венно исследовать быстропротекагощие (0,5-1,5 сек) процессы локальной синхронизации с осцилляторными (3-5 Гц) явлениями, возникающие в ансамбле близлежащих нейронов СМ-Н комплекса, и их роль в целенаправленной деятельности человека. Впервые показано участие этого неспецифического подкоркового центра в патологии спастической кривошеи, что имеет важное прикладное значения при хирургическом лечении этого заболевания. Эти данные могут позволить оптимизировать проведение нейрохирургических стереотаксических операций путем включения парафасцикулярного СМ-РГ комплекса как одной из возможных мишеней при оперативном лечении спастической кривошеи.

Апробация диссертационной работы.

Материалы работы докладывались на научных конференциях ИХФ РАН (2004, 2005); на Х1Х-м Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова в г. Екатеринбурге (2004); на Всероссийской конференции молодых исследователей "Физиология и медицина" в г. Санкт-Петербурге (2005); на I-м Международном междисциплинарном конгрессе "Достижения нейронауки для современной медицины и психологии" в г. Судаке, Крым, Украина (2005); на ХТУ-й Международной конференции по нейрокибернетике (1С>1С-05) "Живой организм в реальном мире: от нейрофизиологии к нейрокомпьютерам" в г. Ростов-на-Дону (2005).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 печатных работах.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 4 глав результатов работы, обсуждения полученных результатов и выводов. Работа изложена на 109 страницах, включает 16 иллюстраций. Библиография включает 276 работ, из них 60 отечественных и 216 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исходным материалом диссертационной работы являлись экспериментальные данные, полученные коллективом Лаборатории клеточной нейрофизиологии человека Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН (зав. лаб. д.м.н. С.Н. Раева) совместно с Институтом нейрохирургии им. Бурденко РАМН (хирурги Н.Я. Васин, М.Р. Меджидов). Исследования на больных спастической кривошеей проводились с лечебно-диагностическими целями в процессе 18 стереотаксических нейрохирургических операций на подкорковых структурах ненаркотизированного мозга с помощью ранее разработанного микроэлектродного метода регистрации активности отдельных ней-

ронов и методологии функционального тестирования клеток (Раева, 1970, 1977, 1988, 2005; Raeva, 1972, 1986). Экстраклеточное отведение импульсной активности нейронов осуществлялось с помощью вольфрамовых микроэлектродов (1-3 мкм, 1-5 МОм), вводимых в мозг человека с помощью специально разработанного устройства (Раева и др., а.с. №361794). Импульсная активность усиливалась с помощью биоусилителей (10-50 МОм, 0,1-10 кГц) и регистрировалась на магнитографе и фотопленке с дальнейшей оцифровкой на компьютере. Оценку функциональных свойств нейронов проводили путем одновременной регистрации импульсной активности с суммарными электрографическими процессами - электромиограммой (ЭМГ) мышц конечностей и шеи, электроэнцефалограммой (ЭЭГ) в стандартных отведениях, окулограм-мой (ОКГ) и фонограммой (ФГ) речевых (или сенсорных) стимулов.

Учитывая специфику заболевания спастической кривошеи, специально проводился анализ изменений импульсной активности при реализации произвольных двигательных тестов с вовлечением и без вовлечения пораженных мышц шеи, а также при спонтанно возникающих непроизвольных напряжениях шейной мускулатуры. Полученные данные обрабатывались с помощью компьютерной техники с применением математических и статистических методов, в частности, специально разработанного применительно к импульсной активности вейвлет-анализа. Оценку достоверности полученных результатов проводили с применением критерия Стьюдента. Всего была проанализирована импульсная активность 185 нейронов парафасцикулярного CM-Pf комплекса таламуса у 18 больных спастической кривошеей, зарегистрированная в 52 точках этого комплекса. Детальный компьютерный анализ при тестировании с помощью функционально значимых вербальных и/или сенсорных стимулов и реализации различных форм движений был проведен на 144 нейронах.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Особенности фоновой импульсной активности (ФИА) нейронов CM-Pf комплекса таламуса.

Весьма скудные сведения об особенностях спонтанной активности нейронов CM-Pf комплекса таламуса человека содержатся в работах ряда зарубежных авторов (Rinaldi et al., 1991; Jeanmonod et al., 1993, 1996; Magnin et al., 2000). В этих работах описаны клеточные элементы с нерегулярными одиночными разрядами, а также с несколькими видами пачечной активности. IIo данным этих авторов выделенные клеточные элементы были практически ареактивны к предъявляемым сенсорным или моторным стимулам. Более полное описание основных характеристик нейронов CM-Pf комплекса дано в работе С.Н. Раевой (Раева, 2004). Характерными особенностями нейронов этого комплекса были неустойчивость и высокая реактивность клеток двух выделенных типов, разряжающихся либо одиночными нерегулярными спайками, либо пачечными разрядами.

В исследованиях на животных в CM-Pf комплексе были преимущественно выявлены нейроны с нерегулярной активностью, имеющие высокую реактивность к разного рода сенсорным, звуковым, моторным раздражителям (Серков и Казаков, 1980; McKenzie, 1981; Yamamoto, 1985; Михайлов, 1985; Шаповалова и др 1996, Шаповалова, 1997, Matsumoto et al, 2001; Minamimoto a. Kimura, 2002; Kimura et al., 2004 и др.). В последних работах, проведенных на обезьянах, было выявлено наличие в центральном таламусе, в частности, в парафасцикулярном комплексе, нейронов с пачечной формой активности и показана их высокая реактивность к разного рода стимулам (Sherman а. Guillery, 1996; Sherman, 2001; Ramcharan et al., 2005).

Проведенное в настоящей работе детальное исследование особенностей фоновой импульсной активности CM-Pf комплекса таламуса с применением методов статистического анализа показало функциональную гетерогенность этого образования у человека в виде наличия двух (А и Б) основных типов нейронов. ФИА нейронов А-типа (70 из 144, 49%), согласно нашей классификации, характеризовалась нерегулярными одиночными разрядами с частотой импульсаций от 1 до 5 имп/сек (х=1,8; о=0,3; р<0,01). О нерегулярности разрядов этого типа нейронов свидетельствовала "размытая" пуассоноподоб-ная конфигурация на гистограмме межимпульсных интервалов (ГМИ), а также плоское распределение с отсутствием выраженных периодических мод на автокорреляционной гистограмме (АКТ), автокорреляционной функции (АКФ) и спектре (рис 1 А). ФИА нейронов Б-типа (74 из 144, 51%) характеризовалась пачечными, преимущественно ритмическими (3-5 Гц) разрядами, состоящими из 3-8 импульсов (х=4; ст=1), длительностью от 5 до 20 мсек (х=12,5; а=3,4). О периодичности следования пачечных разрядов свидетельствовало бимодальное распределение на ГМИ (бин=10 мс), наличие периодических мод на АКГ (бин=10 мс) и АКФ (бин = 10 мс), а также частотной моды 3-5 Гц (в среднем 3,7±1,5 Гц) на спектре (рис 1 Б). Внутренняя структура пачек характеризовалась относительной регулярностью, о чем свиде-тельствавало гауссоподобное распределение на ГМИ (бин=0,5 мс) и наличие второй моды на АКФ (бин=0,5 мс). Характерной особенностью внутренней структуры пачек, наряду с регулярностью, было последовательное увеличение межимпульсного интервала с ростом порядкового номера спайка в пачке от 2-3 мс до 5-10 мс (р<0,01). Согласно литературным данным (Jahnsen a. Lli-nas, 1984; Steriade a. Llinas, 1988; McCormick a. Bai., 1997; Steriade, 2000; Rhodes a. Llinas, 2005 и др.), это свойство характерно для низкопороговых Са2+ -зависимых нейронов и обусловлено гиперполяризацией мембраны, низкопороговой Са2+-зависимой К+ проводимостью и низкопороговыми кальциевыми спайками.

Выделенные типовые паттерны активности нейронов в CM-Pf комплексе близки к описанным в литературе. Так, в исследованиях на ненаркотизиро-ванном мозге человека (Раева, 1977, 1989, 2004; Rinaldi et al., 1991; Jean-monod et al., 1993, 1996; Magnin et al, 2000) описаны нейроны с одиночными и пачечными паттернами импульсаций в CM-Pf комплексе, сходные с актив-

ностью А- и Б-нейронов. Следует отметить, что в условиях наших исследований, в особенности, после применения двигательных тестов, мы наблюдали некоторые изменения паттерна активности нейронов обоих типов, а именно: паттерн нейронов А-типа характеризовался увеличением частоты разрядов от 1-5 до 10-15 имп/сек (р<0.01) и появлением группирования разрядов с варьирующими по длительности группами (от 200 мсек до 1-1,5 сск) и межгрупповыми интервалами (о г 300 мсек до 4 сек); изменения активности нейронов Б-типа характеризовались увеличением количества спайков в пачке от 3-8 импульсов (х=4, сг=1) до 10-12 (х=9; о=0,5) с увеличением плотности и длительности пачечных разрядов от 5-20 мсек до 15-25 мсек (р<0.05), а также стабилизацией ритмической (3-5 Гц) активности клеток. Следует отметить, что эти изменения были, как правило, быстропротекающими и возникали преимущественно после реализации двигательных тестов.

Рис 1. Особенности фоновой импульсной активности нейронов А- и Б-типов паиафасии-кулярного СМ-РГ комплекса таламуса у больного спастической кривошеей. НГ - фра!-мент записи фоновой импульсной активности; а - интервальная структура внутри пачки па большой развертке; б - гистограмма межимпульсных (бин=0,5 мс; бин = 5 мс) и межпачечных (бин=10 мс) интервалов: по оси абсцисс - длительность межимпульсных интервалов, с; по оси ординат - число межимпльсных интервалов; в - автокорреляционная гистограмма межимпульсных (бин=0,5 мс; бин = 5 мс) и межпачечных (бин=10 мс) интервалов: по оси абсцисс - время, с; по оси ординат -число межимпульсных интервалов; г -автокорреляционная функция: по оси абсцисс - время, сек; по оси ординат - значение функции в у.е. д - спектр: по оси абсцисс - частота, Гц; по оси ординат - спектральная мощность в у.е.

Сопоставление наших данных с результатами гистологических исследований на животных и человеке позволяет сделать предположение о том, что выделенные нами в парафасцикулярном комплексе нейроны А-и Б-типов от-

носятся к проекционным таламокортикальным клеткам (Птэку а. Кикая-1Нп5ку, 1990; Кикаэ-Штку а. Шпеку, 1991; Репе1оп ег а1, 1994; Ва1егс1а ег а!., 1996 и др.). Учитывая особенности синаптической организации, а также особенности мембранных свойств СМ^ клеток, можно предположить, что существенную роль в формировании паттернов активности нейронов парафас-цикулярного комплекса играет взаимодействие двух факторов: изменение генераторных свойств нейронов в виде перехода на пачечный режим импуль-саций при гиперполяризации мембраны (1аЬпзеп а. Ытаз, 1984; 5гепас1е а. Штав, 1988; МсСоггшск ег а1., 1997; Steriade, 2000 и др.) и особенностей морфологической организации в виде тесных синаптических взаимодействий между таламокортикальным клетками и ГАМКэргическими локальными интернейронами (БсЬиЫе! а. БсИейле!, 1966, 1967; Леонтович, 1978; Бгепаёе а. ЬНпаБ, 1988; Ва1егЫа ег а1., 1996). Эти данные позволяют предположить, что пачечная активность нейронов Б-типа может быть результатом влияния описанных выше факторов.

В ряде работ, выполненных на человеке, авторы предполагают, что пачечная активность Б-нейронов является признаком патологии у больных с болевым синдромом (ШпаШ ег а1., 1991; Jeanшonod ег а1., 1996) или паркинсонизмом (Мацшп ег а1., 2000). Однако последние данные сравнительного анализа этого типа пачечной активности у больных с различными формами патолоши (с болевым синдромом, паркинсонизмом, эпилепсией) свидетельствуют о том, что пачечная 2-5 Гц активность Б-нейронов не является признаком патологии (Оау1з ег а]., 1996; ЯасШаклзЬтап ег а!., 1999; Ооэгптку, 2000). Об этом также свидетельствуют данные ряда авторов с регистрацией сходной ритмической активности в других ядрах таламуса - Яг, МЕ),Уоа у больных паркинсонизмом, детским церебральным параличом, тортиколли-сом, с болевым синдромом (АШе-Реззагё ег а1., 1962; ОЬуе ег а1., 1972; Яаеуа, 1972, 1986, 1993; Раева и др., 1987, 1997; Ьепг ег а!., 1989, 1999; ПгЪ ег а1„ 1998; гЬиап§ ег а1., 2004 и др.).

2. Особенности вызванной импульсной активности (ВИА) нейронов СМ-РГ комплекса таламуса.

Проведенный в настоящей работе анализ особенностей вызванной импульсной активности (ВИА) подтвердил вывод о функциональной гетерогенности клеточной организации неспецифического СМ-РГ комплекса: нейроны разных типов характеризовались различием реакций при предъявлении однотипных стимулов и инвариантностью исходного паттерна импульсаций. Было показано, что при предъявлении функционально значимых вербальных (или сенсорных) стимулов, побуждающих человека к реализации произвольного движения (сжимания руки в кулак), в СМ-Р1' комплексе возникали согласованно протекающие активационно-тормозные ответы нейронов А- и Б-типов. Эти ответы опережали на 100-500 мс начало ЭМГ изменений. На поведенческом уровне они коррелировали с концентрацией селективного внимания, осознанным восприятием релевантной информации и подготовкой к

реализации целенаправленного движения. Импульсные изменения этих нейронов характеризовались стабильностью и высокой воспроизводимостью (р<0.01). В отличие от этого, предъявление незначимых словесных стимулов не вызывало воспроизводимых реакций CM-Pf нейронов.

Паттерн реакций А-нейронов (46%) с нерегулярной одиночной активностью при предъявлении релевантного словесного стимула характеризовался активацией в виде увеличения числа спайков от 1 -5 до 4-10 в сек с латентным периодом (ЛП) от 50 до 200 мс (х=120, сг=80) от начала предъявления сигнала и длительностью от 100 до 500 мс (х=280; ст=160) (рис 2А). В небольшом проценте случаев (5 из 60 исследованных, 8%) наблюдалась активация "молчащих" нейронов. Применение метода главных компонент (МГК) позволило выявить также вторую компоненту реакций нейронов А-типа, возникающую на высоте реализации произвольного движения и, особенно, в последействии от него, где частота импульсации могла достигать 15-20 имп/сек (р<0.01) (рис 2А).

Анализ реакций А-нейронов на предъявление релевантных вербальных стимулов позволил отнести их к описанному ранее в неспецифическом ретикулярном ядре таламуса и неостриатуме особому классу полимодальных клеточных элементов, названных "нейронами вербальных команд" (Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1989, 2005; Raeva, 1986). Эти нейроны селективно реагировали на функционально значимые вербальные стимулы активацион-ными ответами, опережающими реализацию произвольных двигательных и умственных тестов.

Учитывая наличие прямых проекций CM-Pf комплекса с корой, преимущественно с фронтальными отделами, можно предположить, что актива-ционные реакции А-нейронов на релевантные стимулы обусловлены активацией речевых зон коры (Ojemann, 1988; Creutzfeldt et al., 1989; Nenov et al., 1991) и возможно отражают активацию нисходящей медиоталамической фронто-кортикальной системы (Skinner a. Yingling, 1976; Watson et al., 1981).

В отличие от А-клеток, нейроны Б-типа (65%) на предъявление релевантного словесного стимула реагировали торможением с ЛП от 100 до 400 мс (х=260, сг=80) от начала произнесения команды. Торможение продолжалось на этапах восприятия стимула, подготовки и начала реализации движения (рис 2Б). Длительность реакции варьировала от 0,5 до 3 сек. Использование математических и статистических методов обработки показало высокую стабильность и воспроизводимость тормозных реакций (р<0.01). Использование МГК позволило выявить активационную компоненту реакций нейронов Б-типа, возникающую на высоте реализации движения и в последействии от него в виде увеличения числа спайков в пачке от 3-5 (4,2±2,1) до 7-12 (8,4±2,5) и увеличения длительности пачек от 7-10 мс (8,5±2,5) до 15-25 мс (19,3*5,5) (р<0.05) при сохранении исходного пачечного паттерна импульса-ций (рис 2Б). Как правило, активационный ответ клеток сопровождался стабилизацией ритмической (3-5 Гц) активности нейронов.

НГ Ьш щи.^^м.

ФГ

4444

-НИМ

Ык.

Бин = 50мс N = 4

¡11 1111 I II III III Цш 1м

Л, ¿Айл

п и;| н 1ш I

I 1111 III ¡1 1ШШ1 I

1Н1 I 1111 I «II

1 2

НГ 4Й| ФГ

эмг -

НИ»

4**

Н*-

Бин-100мс

<Н

I и ни

IIII 11 и I шпики щи п

пиши, щи I пи I ¡пит I пп I «шиш пии щи ( I I I

0.5 сек

.1 с»к.

Рис 2 Различие паттерна реакций СМ-РГ нейронов с нерегулярной одиночной (А) и кальций зависимой пачечной (Б) активностью при предъявлении релевантной побудительной команды ("Сожмите руку в кулак!") и реализации произвольного движения Последовательно представлены: фрагмент нейрограммы (НГ); фонограмма (ФГ); электро-миограмма (ЭМГ) мышц сгибателей пальцев контралатеральной руки больного; 1-перистимульная гистограмма реакций, 2-растровая диаграмма, 3-усредненная ЭМГ. По абсциссе - время, с; по ординате - число импульсов. N - число реализаций Стрелка вниз - момент предъявления команды "Сожмите руку в кулак", вверх - "Разожми ! е".

Сопряженный тормозный ответ нейронов Б-типа, также как и параллельно протекающая активационная реакция А-нейронов, обнаруживал связь с функциональной значимостью вербального (или сенсорного) стимула и характеризовался отсутствием корреляции с видом двшагельного акта. Он, по-видимому, был обусловлен нисходящими корковыми воздействиями, приводящими к "торможению торможения" ГАМКэргических влияний от ретикулярного ядра таламуса, базальных ганглиев и локальных интернейронов СМ-Pf комплекса (Дуринян, 1975; Серков и Казаков, 1980; Jones, 1985; Berendse а. Groenwegen, 1991; Bentivoglio et al., 1991; Шаповалова и др., 1996, Шаповалова, 1997 и др.). Можно предположить, что торможение Б-нейронов отражает процессы, облегчающие проведение значимого вербального сигнала, осуществляемого при участии нейронов А-типа. Следует отметить значительные синергичные активационные изменения клеток обоих типов, возникающие в последействии от осуществления произвольного движения. Этот факт может свидетельствовать об участии CM-Pf комплекса в передаче обратной афферентной информации при завершении движения, что соответствует литературным данным (Бернштейн, 1966; Иоффе и Самойлов, 1971; Козловская и Овсянников, 1972; Иоффе, 1975; Козловская, 1976; Шаповалова, 1978 и др.).

Проведенный анализ ответов клеток CM-Pf комплекса свидетельствует о том, что в этом комплексе конвергаруют как облегчающие, так и угнетающие влияния различного происхождения при четком разделении их на уровне отдельных клеточных элементов в соответствии с типом нейрона. Можно предположить, что согласованно протекающие динамические перестройки А и Б нейронов отражают взаимодействие в CM-Pf нескольких восходящих и нисходящих систем, участвующих в целенаправленной деятельности человека. Сходные клеточные изменения были выявлены ранее в неспецифическом ретикулярном ядре таламуса человека (Раева, 1977; Раева и др., 1989, 1990; Raeva a. Lukashev, 1993; Raeva et al., 1999).

В целом, полученные данные указывают, с одной стороны, на дифференциацию и различие функциональных характеристик CM-Pf нейронов, с другой - на тесную взаимосвязь клеточных элементов двух (А и Б) типов. Показана реактивность нейронов обоих типов CM-Pf комплекса как к предъявлению функционально-значимых словесных (или сенсорных) стимулов, так и к реализации произвольных движений, что свидетельствует о полимодальной природе этих элементов. Установлена связь этих реакций с активацией селективного внимания при осуществлении целенаправленного опосредованного речью движения. Все это вместе взятое говорит о важной функциональной роли неспецифического CM-Pf комплекса таламуса в реализации инте-гративной деятельсности. Этот вывод подтверждает данные клинико-физиологических исследований, в которых было показано, что разрушение таламических структур, в частности, парафасцикулярного CM-Pf комплекса, приводит к нарушениям ряда когнитивных процессов, в том числе внимания, памяти, arousal и некоторых других (Лурия, 1973; Watson et al., 1981; Kritchevsky et al., 1987; Mennemeier et al., 1997; Van der Werf et al., 2003 и ДР-)-

3. Особенности межнейронного взаимодействия в CM-Pf комплексе та-ламуса.

Анализ межнейронных взаимодействий в близлежащих нейронах CM-Pf комплекса при реализации целенаправленного действия представляется весьма перспективным, учитывая немногочисленность литературы по этому вопросу. В исследованиях на человеке ранее были показаны кратковременно протекающие корреляции импульсной активности, возникающие на разных этапах реализации целенаправленного действия в неспецифическом ретикулярном ядре таламуса мозга человека (Раева и др., 1987, 1990; Raeva et al., 1991; Raeva a. Lukashev, 1993).

Кросскорреляционный анализ соседних нейронов, проведенный в настоящем исследовании, позволил выявить сходные клеточные взаимодействия, возникающие в функционально значимые этапы реализации целенаправленного действия человека. Полученные данные показали, что на функционально значимых этапах реализации однотипных тестов в парах исследованных нейронов А-А, Б-Б и А-Б типов возникали достоверные взаимодействия. Установлено, что при предъявлении речевого релевантного стимула в момент произнесения побудительной, императивной части команды между близлежащими нейронами A-типа стабильно выявлялась положительная кросскор-реляция, опережая начало ЭМГ изменений на 100-500 мс. Параллельно с этими перестройками, между нейронами Б-типа с пачечной ритмической (3-5 Гц) активностью при предъявлении императивной команды развивалась положительная корреляция, сопровождавшаяся тормозной реакцией. Исследования кросскорреляций между различными типами нейронов при предъявлении релевантного словесного стимула выявили реципрокный согласованно протекающий активационно-тормозный паттерн реакций нейронов А и Б типов. Эти конкурентные согласованные во времени и функционально изменения активности обоих типов нейронов CM-Pf комплекса обусловлены нисходящими корковыми влияниями и отражают, по-видимому, процессы, связанные с восприятием и опознанием значимого сигнала, коррелируя с активацией селективного внимания человека. Тормозная компонента, по-видимому, облегчает проведение доминирующего возбуждения релевантной информации, угнетая обстановочную афферентацию, поступающую из незначимых источников.

Другой характер межнейронных корреляций наблюдался на этапе осуществления произвольного движения, а также в последействии от него. Во всех парах А- и Б-клеток наблюдались синергичные активационные изменения активности, возникающие через 100-500 мс после начала ЭМГ изменений. Эти активационные синергичные ответы А и Б-нейронов отражают, по-видимому, согласованную активацию двух восходящих таламических систем: релейной таламо-кортикальной и ретикуло-таламической (Scheibel а. Scheibel, 1966; Jones, 1985; Alexander a. Crutcher, 1990; Joel a. Weiner, 1994; Parent, 1995,2005; Kimura, 1995; Mink, 1996 и др.). На основании полученных результатов кросскорреляционного анализа нейронов обоих типов можно

также предположить, что в возникновении взаимодействия между близлежащими А- и Б-нейронами существенную роль могут играть локальные взаимные влияния клеток, связанные с их функциональными свойствами. Эти локальные взаимодействия, по-видимому, формируют динамические, изменяющиеся во времени функционально объединенные клеточные ансамбли, участвующие в выполнении того или иного последовательного этапа целенаправленного двигательного акта (Раева, 1988; Раева и др., 1990; Яаеуа а. 1.и-казЬеу, 1993).

Бин ■ 30 мс > . К>0 9

•»тт»-

Рис 3 Возникновения быстропротекающей (0.5-1.5 сек) локальной синхронизации со стабилизацией осцилляторной (5 Гц) активности близлежащих нейронов СМ^комплекса на высоте реализации произвольного сжимания руки в кулак.

Последовательно представлены фрагмент нейрограммы (НГ); фонограмма (ФГ); электро-миограчма (ЭМГ) мышц сгибателей пальцев контралатеральной руки больного; А - вейв-лет-анализ: абсцисса - время, сек; ордината - частота Гц; нормированные значения вейв-дет коэффициентов обозначены цветом; ЭМГ мышц сгибателей руки больного; Б - кросс-корреляционная матрица1 по абсциссе - время для одного нейрона; по ординате - время для второго нейрона, точками обозначены моменты времени с К>0.9; перистимульная гистограмма реакций (Бин = 30 мс); ЭМГ мышц сгибателей руки больного. Стрелка вниз - момент предъявления команды "Сожмите руку в кулак", вверх - "Разожмите".

Использование, наряду с кросскорреляционным анализом, специально разработанного метода вейвлет-анализа (рис 3) позволило впервые выявить и количественно изучить кратковременно протекающие (0.5-1.5 сек) явления локальной синхронизации и осцилляторные (3-5 Гц) процессы, возникающие в наиболее значимые этапы реализации произвольного движения и в момент концентрации селективного внимания: при предъявлении релевантного сло-

весного стимула (в 15% случаев), на высоте и в последействии от двигательного акта (в 30% случаев).

Согласно литературным данным, в основе этих явлений лежит усиление синаптической связи в ансамблях близлежащих нейронов, обусловленное доминированием общего нисходящего или восходящего афферентного входов (Абарбанель и др., 1996; Contreras a. Steriade., 1997; Destexhe et al., 1999 и др.). Важную роль в этих процессах играет также возвратное торможение со стороны ретикулярного ядра таламуса и локальных ГАМКэргических интернейронов (Серков и Казаков, 1980; Steriade a. Llinas, 1988; Steriade, 2000 и др.). По мнению Ливанова и ряда других ученых, пространственная синхронизация на частоте 3-6 Гц составляет основу корково-подкоркового взаимодействия, облегчая проведение значимой информации между различными областями коры больших полушарий (Ливанов, 1972; Destexhe et al., 1999; Bazgenov et al., 2000; Steriade, 2000 и др.). Анализ этих фактов свидетельствует о важном значении быстропротекающих процессов локальной синхронизации и осцилляторных (3-5 Гц) явлений в обеспечении кортико-таламо-кортикального взаимодействия и проведения функционально значимой информации при реализации целенаправленной деятельности человека.

4. Особенности реакций нейронов CM-Pf комплекса таламуса, коррелирующих с двигательной патологией спастической кривошеи.

Учитывая отсутствие в литературе работ, посвященных анализу патологических механизмов лежащих в основе заболевания спастической кривошеи, представлялось важным специальное исследование этого вопроса. По данным ряда авторов существенную роль в этих процессах могут играть моторные ядра таламуса, некоторые структуры среднего мозга, а также базаль-ные ганглии (Sano, 1972; Раева и др., 1985, 1986; Lenz et al., 1998, 1999; Ber-ardelli et al., 1998; Vitek et al., 1999; Krack et al., 1999). В работе по исследованию нейронной активности базальных ганглиев, таламуса и субталамическо-го ядра человека были выявлены корреляции между мышечной активностью и изменениями импульсной активности нейронов в этих структурах (Zhuang et al., 2000).

В связи со спецификой заболевания спастической кривошеи, специально исследовались реакции CM-Pf нейронов при осуществлении двигательных тестов с вовлечением пораженных мышц шеи, а также при спонтанно возникающих насильственных напряжениях шейной мускулатуры. Количественный анализ характеристик вызванной активности нейронов с вовлечением мышц шеи показал, что реализация произвольных движений этого типа сопровождалась длительными активационными изменениями клеток A-типа и реципрокными тормозными реакциями пачечных Б-нейронов, коррелирующими с возникновением и/или усилением тонического напряжения мышц шеи.

т .апаШ

ni ii i ..........

illllllll

II ¡ I ti Illlllll IIII lllli I llllillllllllllll I II , llllllllll

JáÉÉÉá

1сек

Рис 4. Различие паттерна реакций CM-Pf нейронов с нерегулярной одиночной CAI и пачечной кальций зависимой (Б1 активностью при предъявлении "побудительной" команды ("Поднимите руку'") и реализации произвольного движения с вовлечением пораженных мышц шеи. Последовательно представлены: фрагмент нейрограммы (НГ)> фонограмма (ФГ); электромиограмма (ЭМГ) мышц сгибателей пальцев контралатеральной руки больного и мышц шеи (m.stem); 1 -перистимульная гистограмма реакций, 2-растровая диаграмма, 3-усредненная ЭМГ. По абсциссе - время, с; по ординате - число импульсов. N -число реализаций Стрелка вниз - момент предъявления команды "Поднимите руку", вверх - "Опустите".

Реакции клеток А-типа (88%) носили стабильный характер и выражались в увеличении частоты спайков до 40-50 имп/сек длительностью 4-5 сек с латентным периодом 0,1-0,8 сек от начала ЭМГ изменений (рис 4А). Тормозные реакции клеток Б-типа (70%) характеризовались высокой воспроизводимостью (р<0,01), а длительность реакции составляла 10-12 сек (рис 4Б). В ряде случаев (10%) реализация произвольных двигательных тестов с вовлечением пораженных мышц шеи сопровождалась возникновением на высоте осуществления движения (или в последействии от него) трансформации пачечной Са2+-зависимой активности нейронов Б-типа в высокочастотный (300-400 имп/сек) апериодический паттерн с инвариантным межпачечным интервалом (200-250 мс). Эти длительные тонические реакции нейронов А- и Б-типов, по-видимому, обусловлены активирующими влияниями со стороны коры и некоторых афферентных систем: ретикуло-таламической и ретикуло-текто-таламической (Krauthamer et al., 1992; Schneider, 1996; Van der Werf et al., 2002).

В работе также исследовались изменения активности CM-Pf нейронов при спонтанно возникающих непроизвольных напряжениях мышц шеи. При этом были выявлены синергичные активационные перестройки обоих типов нейронов, коррелирующие с ЭМГ изменениями шейных мышц. Нейроны А-типа (25%) реагировали значимым (р<0,05) увеличением частоты разрядов до 20-30 имп/сек длительностью 0,5-1,5 сек с ЛП 50-100 мс от начала ЭМГ изменений. Пачечные Б-нейроны (28%) реагировали синергичными акгиваци-онными изменениями (р<0,05) с ЛП 100-200 мс от начала ЭМГ изменений в виде увеличения плотности и длительности пачек (от 10-20 мс до 50-200 мсек) с увеличением числа спайков в пачке (от 5-9 до 20-30) и увеличением частоты пачечных разрядов (от 4-4,5 до 5 Гц). В ряде случаев (34%) это сопровождалось возникновением синхронизации нескольких близлежащих нейронов длительностью от 1 до 5 сек со стабилизацией ритма (4-5 Гц). Ансамбль синхронных разрядов, как правило, включал в себя активность 3-5 нейронов. Эти активационные изменения активности обоих типов нейронов с возникновением синхронизации, по-видимому, обусловлены текто-таламическими влияниями, которые могут оказывать на CM-Pf как глутама-тергические, так и ГАМКэргические влияния посредством локальных интернейронов (Benita a. Conde, 1972; Krauthamer et al., 1992). Можно предположить, что различия паттерна ответов CM-Pf нейронов при осуществлении произвольных двигательных тестов с вовлечением пораженных мышц шеи и при спонтанно возникающих напряжениях шейной мускулатуры обусловлены включением различных систем мозга на стволовом, подкорковом и корковом уровнях.

Анализ этих фактов свидетельствует об участии неспецифического CM-Pf комплекса таламуса в патогенезе заболевания спастической кривошеей. Полученные данные углубляют и расширяют существующие на сегодняшний день гипотезы патогенеза спастической кривошеи (цервикальной дистонии). Сопоставление результатов настоящей работы с полученными ранее данными на среднем мозге (Раева, 1985; Раева и др., 1986) свидетельст-

вуют о системном характере этого заболевания и участии в нем неспецифического СМ-РГ комплекса таламуса.

В целом, полученные в настоящей работе данные позволяют сделать заключение об участии нейронов неспецифического СМ-Р£ комплекса таламуса человека в вербально-моторной интеграции сигналов в функционально-значимые этапы реализации целенаправленного словесно-опосредованного поведенческого акта. Впервые были выявлены различия нейронных реакций при осуществлении произвольного движения с разной степенью вовлечения пораженных мышц шеи, а также при спонтанно возникающих непроизвольных напряжениях шейной мускулатуры у больных спастической кривошеей. Это свидетельствует об участии неспецифического СМ-Р5 комплекса в патологических механизмах спастической кривошеи. Полученные данные имеют практический интерес для нейрохирургической клиники. Они могут способствовать оптимизации хирургического лечения больных цервикальной дис-тонией путем включения парафасцикулярного комплекса как одной из возможных мишеней при оперативном лечении этого заболевания.

ВЫВОДЫ.

1. На основании количественного анализа характеристик фоновой и вызванной импульсной активности в неспецифическом парафасцикулярном СМ^ комплексе таламуса человека выявлено наличие двух основных конвергентных типов нейронов: с нерегулярной низкочастотной (1-5 имп/сек) одиночной активностью (А-тип, 51%); с пачечной ритмической (3-5 Гц) активностью (Б-тип, 49%). Это свидетельствует о функциональной гетерогенности клеточной организации этого неспецифического центра таламуса.

2. Предъявление функционально значимых словесных стимулов, побуждающих человека к реализации целенаправленного действия, сопровождалось изменениями активности нейронов обоих типов: нейроны А-типа реагировали активационными изменениями; нейроны Б-типа - торможением. Этот согласованно протекающий реципрокный активационно-тормозный паттерн реакций нейронов А- и Б-типов коррелировал во времени и функционально с осознанным восприятием стимула и с концентрацией селективного внимания человека.

3. Осуществление больными произвольного движения без вовлечения пораженных мышц шеи сопровождалось синергичными активационными изменениями обоих типов нейронов. Эти импульсные изменения не коррелировали с конкретным видом и соматотопией двигательных ответов.

4. Осуществление произвольного движения с вовлечением пораженных мышц шеи у больных спастической кривошеей сопровождалось другими изменениями: длительной высокочастотной (до 40-50 имп/сек) активацией А-нейронов и реципрокным тоническим торможением Б-нейронов. При спонтанно возникающих непроизвольных патологических напряжениях мышц шеи выявлялись синергичные акгивационные, а в ряде случаев син-

хронизированные, изменения активности нейронов обоих типов. Это свидетельствует об участии парафасцикулярного CM-Pf комплекса в механизмах патологии спастической кривошеи, что имеет практическое значение для клиники.

5. Разработан метод вейвлет-анализа применительно к импульсной активности нейронов мозга человека. Показана обоснованность и эффективность этого метода для изучения быстропротекающих локальных синхронизированных и осцилляторных (3-5 Гц) процессов, возникающих в ансамбле CM-Pf нейронов в наиболее значимые этапы целенаправленного действия человека: в момент фокусировки селективного внимания и на высоте реализации произвольного движения и/или в последействии от него.

6. Полученные данные существенно углубляют понимание механизмов и роли неспецифического CM-Pf комплекса, свидетельствуя о прямом вовлечении нейронов парафасцикулярного комплекса в работу механизмов интеграции и передачи вербальной информации, при реализации целенаправленной опосредованной речью деятельности человека.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Раева С.Н., Седов A.C. Нейронные механизмы обработки моторного сигнала в парафасцикулярном комплексе (CM-Pf) таламуса человека при произвольном движении в норме и патологии //Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова, 2004, т. 90(8), с. 398-399.

2. Седов A.C., Раева С.Н. Нейронные механизмы селективного внимания человека в неспецифических (CM-Pf) ядрах таламуса при словесно-опосредованной целенаправленной деятельности //Труды I Международного междисциплинарного конгресса "Достижения нейронауки для современной медицины и психологии", Судак, Крым, Украина, 2005, с. 141143.

3. Седов A.C., Раева С.Н. Роль парафасцикулярного комплекса (CM-Pf) таламуса человека в нейронных механизмах селективного внимания //Труды Всероссийской конференции молодых исследователей "Физиология и медицина", Санкт-Петербург, 2005, с. 106.

4. Седов A.C., Раева С.Н. Значение синхронизирующих и осцилляторных процессов в нейронных механизмах селективного внимания в неспецифическом парафасцикулярном CM-Pf комплексе таламуса человека //Сб. Проблемы нейрокибернетики, Ростов-на-Дону, 2005, т.1, с. 85-88.

s (

Принято к исполнению 30/01/2006 Исполнено 31/01/2006

Заказ № 43 Тираж 100 экз

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш., 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www autoreferat ru

»-22H

i i

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Седов, Алексей Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Филогенетические и морфологические данные о CM-Pf комплексе.

2. Клеточная организация CM-Pf комплекса.

3. Электрофизиологические исследования CM-Pf комплекса.

4. CM-Pf комплекс и осцилляторная синхронизированная активность таламуса.

5. Исследования CM-Pf комплекса таламуса мозга человека.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Методика микроэлектродных исследований.

2. Методы обработки и анализа данных.

Методы анализа фоновой импульсной активности (ФИА).

Методы анализа вызванной импульсной активности (ВИА).

3. Характеристика материала и объект исследования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Особенности фоновой импульсной активности (ФИА) нейронов CM-Pf комплекса таламуса.

2. Особенности вызванной импульсной активности (ВИА) нейронов CM-Pf комплекса таламуса.

3. Особенности межнейронного взаимодействия в CM-Pf комплексе таламуса.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии"

Актуальность исследования.

Изучение центральных механизмов сложных форм деятельности, реализуемых человеком при участии речевых систем, является одним из ключевых вопросов понимания основ целенаправленного поведения. Благодаря успешному применению в клинике с лечебно-диагностическими целями методов регистрации электрической активности нейронов с помощью микроэлектродной техники (Albe-Fessard et al, 1962; Jasper a. Bertrand, 1964; Gaze et al., 1964; Bertrand a. Jasper, 1965; Li et al., 1965; Раева, 1970, 1977; Ohye et al., 1972; Raeva, 1972, 1986; Lenz et al., 1989, 1999; Jeanmonod et al., 1993, 1996; Zirh et al., 1998; Magnin et al., 2000; Zhuang et al., 2004 и др.) или долгосрочных вживленных электродов (Bickford et al., 1953; Walter a. Crow, 1961; Бехтерева, 1966, 1974, 1980 и др.), был выдвинут ряд новых представлений о функциональной организации этих форм психической деятельности, связанных с речью (Бехтерева, 1974, 1980; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1989; Бундзен, 1981; Бехтерева и др, 1985; Ojeman et al., 1988; Медведев и Пахомов, 1989; Раева и др., 1990). Возможность отражения в активности нейрона изменений системного уровня при осуществлении сложных форм деятельности, связанных с реализацией функций осознанного восприятия, селективного внимания, памяти, произвольного движения, до настоящего времени остается одной из актуальных проблем в нейрофизиологии и психологии (John, 1967; Evarts, 1972, 1979; Костюк, 1973; Прибрам, 1975; Раева, 1977, 1989, 2005; Scheibiel, 1980; Швырков, 1986; Соколов, 1990; Mennemeier et al., 1997; Van der Verf et al., 2000, 2003; Bhatnagar a. Mandybur, 2005 и др.).

1986; Шульговский и др., 1990; Fuster, 1990; Krauthamer et al., 1992, 1995; Шульговский, 1993; Massanes-Rotger et al., 1998; Matsumoto et al., 2001; Kimura et al., 2004 и др.). В ряде экспериментальных работ, выполненных на животных и человеке, выявлена высокая значимость процессов меняющихся проприоцептивных афферентаций при осуществлении движений (Бернштейн, 1966; Иоффе и Самойлов, 1971; Козловская и Овсянников, 1972; Иоффе, 1975; Козловская, 1976; Шаповалова, 1978; Гурфинкель, 1994 и др.).

Позднее, при проведении микроэлектродных исследований во время стереотаксических операций с целью, хирургического лечения дискинезий, были получены первые данные об опережающих активационных изменениях нейронной активности в ряде подкорковых структур мозга человека, которые возникали при реализации произвольных движений (Umbach а. Ehrkardt, 1965; Jasper a. Bertrand, 1966; Crowell et al., 1968; Raeva, 1972, 1986; Hongel et al., 1973; Ohye, 1982; Раева, 1989, 2005; Lenz et al., 1989; Raeva a. Lukashev, 1993 и др.). Анализ этих опережающих нейронных процессов показал их полифункциональный характер и связь с концентрацией внимания при инициации и осуществлении произвольного движения. Исследования качественно новых форм ВНД позволили впервые на клеточном уровне получить прямые доказательства участия ряда неспецифических подкорковых образований в целенаправленной, опосредованной речью, двигательной и умственной деятельности человека (Raeva, 1972, 1986; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1988; Raeva a. Lukashev, 1993; Раева, 2005). В некоторых неспецифических и ассоциативных структурах таламу-са и стриопаллидарной системы (Rt, MD, LP, Cd, Pal.l) был впервые выявлен и описан особый класс полифункциональных клеточных элементов, названный "нейронами вербальных команд", селективно реагирующих ак-тивационными изменениями на релевантные словесные стимулы, побуждающие человека к реализации какого-либо целенаправленного поведенческого акта. Была установлена связь реакций этих клеток с фокусировкой селективного внимания, осознанным восприятием релевантной информации при реализации произвольного движения, и показана важная роль неспецифических подкорковых структур в обеспечении этих функций (Raeva, 1972, 1986; Раева и Ливанов, 1975; Раева, 1977, 1988; Раева и Лукашев, 1987; Раева и др., 1990, 1991; Raeva a. Lukashev, 1993; Raeva et al., 1999; Раева, 2005).

В кругу неспецифических структур, участвующих в этих процессах системного уровня, роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса до настоящего времени остается наименее изученной. Ряд авторов рассматривает этот комплекс как одно из ключевых звеньев кортико-таламической интеграции, обеспечивающей обработку и передачу восходящей (сенсорной) и нисходящей (регуляторной) информации при реализации функций селективного внимания, оперативной памяти, целенаправленного действия (Раева, 1977, 1988, 2005; Crick, 1984; Jones, 1985; Steriade, 1990; Miller, 1992; Paradiso et al., 2004; Bratnagar a. Mandybur, 2005 и др.).

В работах на животных показано, что неспецифический подкорковый центр - CM-Pf комплекс, являясь частью неспецифической таламической системы (Jasper, 1949), имеет многочисленные афферентные и эфферентные морфологические связи со многими структурами мозга: с корой больших полушарий, включая фронтальные и префронтальные отделы (Дуринян, 1975; Серков и Казаков, 1980; Jones, 1985; Berendse a. Gro-enewegen, 1991; Steriade et al., 1997), с базальными ганглиями (Francois et al., 1991; Grunwerg a. Krauthamer, 1992; Parent, 1995, 2005; Matsumoto et al., 2001; Minamimoto et al., 2002, 2005), некоторыми таламическими структурами (Cesaro et al., 1985; Jones, 1985; Schneider a. Rothblat, 1996; Kolmac et al., 1997), с тектальной и претектальной областью среднего мозга (Benevento a. Ebner, 1970; Benevento et al., 1977; Grunwerg a. Krauthamer, 1992; Ichinohe a. Shoumura, 1998), с черной субстанцией (Schneider a. Rothblat, 1996; Sibide et al., 1997, 2002) и с некоторыми другими подкорковыми образованиями (Fenelon et al., 1994; Balercia et al., 1996). Согласно литературным данным, парафасцикулярный CM-Pf комплекс участвует в механизмах регуляции состояния сна и бодрствования (Groenwegen а. Вег-endse, 1994; Smythies, 1997; Steriade et al., 1997; Ullman, 1998; Van der Werf et al., 2002). В экспериментах по выработке условных рефлексов показано участие CM-Pf комплекса в моторной функции, активации внимания при формировании поведенческого ответа на значимые стимулы, а также в механизмах обучения и памяти (Groenwegen et al., 1990; Berendse a. Groenwegen, 1991; Sadikot et al., 1992; Parent, 1995, 2005; Guillazo-Blanch et al., 1995, 1999; Шаповалова и др., 1996; Шаповалова, 1997; Steriade et al., 1997; Sidibe et al., 1997, 2002; Vale-Martinez, 1998; Massanes-Rotger et al., 1998; Burk a. Mair, 1998, 2001; Matsumota et al., 2001; Minamimoto et al., 2002; Van der Werf et al., 2002, 2003).

Использование новейших технологий (фМРТ, ПЭТ) и микроэлектродного метода для изучения деятельности мозга позволило получить данные о важном значении лобных отделов коры и неспецифических ядер таламуса (парафасцикулярного CM-Pf комплекса и ретикулярного ядра) в организации селективного внимания человека (Раева, 1977, 1989, 2005; Raeva a. Lukashev, 1993; Crick, 1994; Kinomura et al., 1996; Konishi et al., 1999; Cohen, 2000; Minamimoto et al., 2002).

Однако до настоящего времени остаются неизвестными или недостаточно изученными роль этого неспецифического подкоркового центра таламуса и конкретные нейронные механизмы, лежащие в основе организации качественно новых форм ВИД человека, связанных с осознанным восприятием и обработкой словесных функционально значимых стимулов при осуществлении целенаправленных словесно опосредованных поведенческих актов.

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы было изучение особенностей нейронной организации одного из важных неспецифических подкорковых центров -парафасцикулярного CM-Pf комплекса таламуса, и его роли в центральных механизмах произвольного словесно опосредованного движения человека в норме и патологии (спастическая кривошея).

Конкретными задачами исследования являлись:

1. Изучение особенностей нейронной организации CM-Pf комплекса человека и функциональных характеристик нейронов по данным фоновой и вызванной импульсной активности с помощью функционально значимых речевых и/или сенсорных стимулов.

2. Количественный анализ паттернов быстропротекающих импульсных реакций CM-Pf нейронов на речевые релевантные стимулы с применением вейвлет-анализа, а также исследование связи этих реакций с активацией селективного внимания, запуском и реализацией целенаправленного произвольного движения в норме и патологии.

3. Детальный анализ реакций клеток парафасцикулярного CM-Pf комплекса при реализации произвольных движений с вовлечением и без вовлечения пораженных мышц шеи, а также при спонтанно возникающих непроизвольных патологических напряжениях шейной мускулатуры у больных спастической кривошеей.

Новизна исследования и его научно-прикладное значение.

Применение микроэлектродной техники и ряда математических методов позволило получить новые количественные данные об особенностях нейронной организации парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса при целенаправленной деятельности человека. Выявлена функциональная гетерогенность организации этого неспецифического таламического центра, характеризующегося наличием в нем двух основных типов конвергентных нейронов, обладающих полифункциональными свойствами и характеризующихся различием фоновой и вызванной активности. Показана роль неспецифического парафасцикулярного CM-Pf комплекса в реализации целенаправленных поведенческих актов, запускаемых при участии речевых систем. Показаны механизмы взаимосвязи изменений импульсной активности с фазами восприятия и обработки словесного побудительного стимула, в частности, с активацией селективного внимания и реализацией произвольного движения человека в сопоставлении с суммарными электрографическими и поведенческими данными в ходе тестирования.

Впервые описаны особенности межнейронных перестроек в близлежащих CM-Pf нейронах, зарегистрированных одновременно с помощью одного микроэлектрода. Показано, что в момент начала предъявления императивной команды соседние нейроны динамически формируют актива-ционно-тормозный ансамбль согласованно разряжающихся клеток. Выявлена связь этих импульсных перестроек со смысловой значимостью речевого стимула при отсутствии корреляций с его физическими или акустическими характеристиками.

Использование разработанного в настоящей работе метода вейвлет-анализа применительно к импульсной активности нейронов мозга человека, а также ряда других математических методов, позволило впервые количественно исследовать быстропротекающие (0,5-1,5 сек) процессы локальной синхронизации с осцилляторными (3-5 Гц) явлениями, возникающие в ансамбле близлежащих нейронов CM-Pf комплекса, и их роль в целенаправленной деятельности человека. Впервые показано участие этого неспецифического подкоркового центра в патологии спастической кривошеи, что имеет важное прикладное значения при хирургическом лечении вышеупомянутого заболевания. Полученные данные могут позволить оптимизировать проведение нейрохирургических стереотаксических операций путем включения парафасцикулярного CM-Pf комплекса как одной из возможных мишеней при оперативном лечении спастической кривошеи.

Апробация диссертационной работы.

Материалы работы докладывались на научных конференциях ИХФ РАН (2004, 2005); на XIX-м Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова в г. Екатеринбурге (2004); на Всероссийской конференции молодых исследователей "Физиология и медицина" в г. Санкт-Петербурге (2005); на 1-м Международном междисциплинарном конгрессе "Достижения нейронауки для современной медицины и психологии" в г. Судаке, Крым, Украина (2005); на XIV-й Международной конференции по нейро-кибернетике (ICNC-05) "Живой организм в реальном мире: от нейрофизиологии к нейрокомпьютерам" в г. Ростов-на-Дону (2005).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 печатных работах.

Объем и структура диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Седов, Алексей Сергеевич

выводы

1. На основании количественного анализа характеристик фоновой и вызванной импульсной активности в неспецифическом парафасцикуляр-ном CM-Pf комплексе таламуса человека выявлено наличие двух основных конвергентных типов нейронов: с нерегулярной низкочастотной (1-5 имп/сек) одиночной активностью (А-тип, 51%); с пачечной ритмической (3-5 Гц) активностью (Б-тип, 49%). Это свидетельствует о функциональной гетерогенности клеточной организации этого неспецифического центра таламуса.

4. Осуществление произвольного движения с вовлечением пораженных мышц шеи у больных спастической кривошеей сопровождалось другими изменениями: длительной высокочастотной (до 40-50 имп/сек) активацией А-нейронов и реципрокным тоническим торможением Б-нейронов. При спонтанно возникающих непроизвольных патологических напряжениях мышц шеи выявлялись синергичные активационные, а в ряде случаев синхронизированные, изменения активности нейронов обоих типов. Это свидетельствует об участии парафасцикулярного

CM-Pf комплекса в механизмах патологии спастической кривошеи, что имеет практическое значение для клиники.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Седов, Алексей Сергеевич, Москва

1. Абарбанель Г., Рабинович М., Сельверстон А., Баженов М., Хуэрта Р., Сущик М., Рубчинский Д.: Синхронизация в нейронных ансамблях. //Успехи физических наук. 1996, 166:363-390.

2. Астафьева Н.М.: Вейвлет-анализ: основы и примеры применения. //Успехи физических наук. 1996, 166:1145-1170.

3. Батуев А.С.: Высшие интегративные системы. ПЛ., Наука. 1981.

4. Батуев А.: Нейронные механизмы целенаправленного поведения у обезьян. //Журн. высш. нерв. деят. 1986, 36:218-225.

5. Бернштейн Н.: Очерки по физиологии движения и физиологии активности.//М., Медицина. 1966.

6. Бехтерева Н.П.: Некоторые принципиальные вопросы изучения нейрофизиологических основ психических явлений человека. //В кн.: Глубокие структуры головного мозга человека в норме и патологии. JL, Медицина. 1966:18-21.

7. Бехтерева Н.П., Моисеева Н.И., Орлова А.Н., Смирнов В.М.: О нейрофизиологии и функции подкорковых структур мозга человека. //В кн.: Физиология в клинической практике. М., 1966:111.

8. Бехтерева Н.: Нейрофизиологические аспекты психической деятельности человека. ПЛ., Медицина. 1974.

9. Бехтерева Н.: Здоровый и больной мозг человека. //Д., Медицина. 1980:208.

10. Бехтерева Н.П., Гоголицын П., Кропотов Д., Медведев С.В.: Нейрофизиологические механизмы мышления. Отражение мыслительной деятельности в импульсной активности нейронов. ПЛ., Наука. 1985, 272.

11. Бундзен П.В.: Нейродинамические корреляты принятия решения. //Автореф., Л. 1981.

12. Горбачевская А.И., Чивилева О.Г.: Морфологический анализ путей проведения информации в базальных ганглиях млекопитающих. //Успехи физиол. наук. 2003, 34:46-63.

13. Гурфинкель B.C.: Физиология моторной системы. //Успехи физиол. наук. 1994, 25:83-88.

14. Дремин И.М., Иванов О.В., Нечитайло В.А.: Вейвлеты и их использование. //Успехи физических наук. 2001, 171:465-501.

15. Дуринян Р.А.: Корковый контроль неспецифических систем мозга. //М., Медицина. 1975.

16. Иоффе М.Е., Самойлов М.И.: Влияние заднекорешковой деафферен89тации на систему сложного оборонительного условного рефлекса. //Журн. высш. нерв. деят. 1971, 21:487-491.

17. Иоффе М.Е.: Кортико-спинальные механизмы нструментальных двигательных реакций. //М., Наука. 1975.

18. Козловская И.Б.: Афферентный контроль произвольных движений. //М., Наука. 1976.

19. Костюк П.Г.: Основные механизмы объединения нейронов в нервном центре. //В кн.: Принципы системной организации функций. М., Наука. 1973:115-130.

20. Кратин Г., Сотниченко Т.С.: Срединный центр таламуса: пересмотр морфофункциональной организации. //Успехи физиол. наук. 1987, 18:43-64.

21. Леонтович Т.А.: Нейронная организация подкорковых образований переднего мозга. // М., Медицина. 1978.

22. Ливанов М.Н.: Пространственная организация головного мозга. //М., Наука. 1972.

23. Ливанов М.Н.: Нейронные механизмы в памяти. //Успехи физиол. наук. 1975, 6:66.

24. Лурия А.Р.: Основы нейропсихологии. //М., МГУ. 1973.

25. Медведев С.В., Пахомов С.В.: Динамическая организация мозговых систем.//Л., Наука. 1989.

26. Михайлов А.В.: Нейронная активность хвостатого ядра и срединного центра таламуса у кошек при формировании инструментального оборонительного условного рефлекса. //Журн. высш. нерв. деят. 1985, 35:1068-1075.

27. Николаев А.Р., Иваницкий Г.А., Иваницкий A.M.: Исследование корковых взаимодействий в коротких интервалах времени при поиске вербальных ассоциаций. //Журн. высш. нерв. деят. 2000, 50:44-61.

28. Подвигин Н., Макаров Ф., Шелепин Е.: Элементы структурно-функциональной организации зрительно-глазодвигательной системы. //Л., Наука. 1986.

29. Полякова А.Г., Хананашвили А.А., Набиева Т.Н.: Особенности корти-кофугальных влияний моторной коры на переработку гетерогенной афферентации в парафасцикулярном комплексе таламуса кошки.

30. Журн. высш. нерв. деят. 1985, 35:510-518.

31. Прибрам К.: Языки мозга. // М., Прогресс. 1975.

32. Раева С.Н.: Исследование нейронной активности головного мозга человека. //Физиол. журн. СССР. 1970, 56:1104.

33. Раева С.Н.: Микроэлектродный метод исследования стереотаксиче-ской нейрохирургии. //В кн.: I Всес. съезд нейрохирургов. М. 1972, 5:183-192.

34. Раева С.Н.: Микроэлектродное исследование механизмов оперативной памяти человека. //Доклады академии наук СССР. 1974, 291:759-761.

35. Раева С.Н.: О некоторых нейрональных механизмах произвольной мнестической деятельности человека. //Доклады академии наук СССР. 1975,221:1477-1480.

36. Раева С.Н., Ливанов М.Н.: Микроэлектродное изучение нейрональных механизмов произвольной мнестической деятельности. //Физиология человека. 1975, 1:36-43.

37. Раева С.Н.: Микроэлектродное исследование активности нейронов головного мозга человека. //М., Наука. 1977.

38. Раева С.Н., Вайнберг Н.А., Тихонов Н., Лукашев А.О.: Анализ данных микроэлектродного изучения импульсной активности некоторых ядер таламуса. //Физиология человека. 1982, 8:734-745.

39. Раева С.Н.: Исследование электрической активности нейронов ядерных структур среднего мозга человека при стереотаксических оперативных вмешательствах. //Доклады академии наук СССР. 1985, 285(6):1500-1503.

40. Раева С.Н., Васин Н., Шабалов В.А., Меджидов М.Р., Шашков В.В.: Идентификация ядер претектальной области при стереотаксических операциях по поводу спастической кривошеи. //Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 1986, 5:39-43.

41. Раева С.Н., Васин Н., Вайнберг Н.А., Шабалов В.А., Меджидов М.Р.: Электромиография у больных спастической кривошеей. //Вопросынейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 1987, 5:46-52.

42. Раева С.Н., Лукашев А.О.: Особенности фоновой активности нейронов ретикулярного ядра таламуса мозга человека. //Нейрофизиология. 1987, 19:456-466.

43. Раева С.Н.: Нейронные механизмы словесно направляемого движения. Основы современной физиологии. //В кн.: Механизмы деятельности мозга человека. 4.1: Нейрофизиология человека. Л., Наука. 1988:245299.

44. Раева С.Н.: Нейронные механизмы преобразования слова в целенаправленное действие.//Физиол. человека. 1989, 15:40-52.

45. Раева С.Н., Лукашев А.О., Кадин А.Л., Васин Н., Шабалов В.А., Гроховский Н.П.: Динамика нейронных взаимодействий в ретикулярном ядре таламуса мозга человека при речевых стимулах разной сигнальной значимости. //Нейрофизиология. 1990, 22:451-458.

46. Раева С.Н.: Особенности фоновой активности нейронов парафасцикулярного комплекса (CM-Pf) таламуса человека при изменении функционального состояния мозга. //Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004, 90:756-768.

47. Раева С.Н., Седов А.С.: Нейронные механизмы обработки моторного сигнала в парафасцикулярном комплексе (CM-Pf) таламуса человека при произвольном движении в. норме и патологии. //Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2004, 90:398-399.

48. Раева С.Н.: Роль парафасцикулярного комплекса (CM-Pf) таламуса человека в нейронных механизмах произвольного внимания. //Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005, 91:225-238.

49. Серков Ф.Н., Казаков В.Н.: Нейрофизиология таламуса. //Киев, Нау-кова думка. 1980.

50. Соколов Е.Н.: Нейрофизиологические механизмы осознания. //Журн.высш. нерв. деят. 1990, 40:1049-1052.

51. Шаповалова К.Б.: Роль корковых и подкорковых структур в сенсомо-торной интеграции. //Л., Наука. 1978.

52. Шаповалова К.Б., Поминова Е.В., Дюбкачева Т.А.: Особенности влияния холинергической системы неостриатума крыс на обучение активному избеганию в норме и при разрушении интраламинарных ядер таламуса. //Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1996, 82:1-12.

53. Шаповалова К.Б.: Холинергическая система стриатума: участие в моторных и сенсорных компонентах двигательного поведения. //Журн. высш. нерв. деят. 1997, 47:393-411.

54. Швырков В.Б.: Изучение активности нейронов как метод психофизиологического исследования поведения. //В кн.: Нейроны в поведении: системные аспекты. Под ред. Швыркова В.Б. М., Наука. 1986:6-25.

55. Шульговский В., Шелига Б., Прокофьев С.: Нейрофизиологические механизмы глазодвигательного поведения млекопитающих. //Успехи физиол. наук. 1990, 21:62.

56. Шульговский В.В.: Физиология целенаправленного поведения млекопитающих. //М., МГУ. 1993.

57. Albe-Fessard D., Arfel G., Guiot G., Hardy J., Vourch G., Hertzog E., Aleonard P., Derome P.: Derivations d'activites spontanees et evoquees dans les structures cerebrales profundes de l'homme. //Rev. Neurol. 1962, 106.

58. Albe-Fessard D., Kruger L.: Duality of unit discharges from cat centrum medianum in response to natural and electrical stimulation. //J. Neuro-physiol. 1962,25:3-20.

59. Albe-Fessard D., Arfel G., Guiot G., Derome P., Guilbaud G.: Thalamic unit activity in man. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1967:Suppl. 25:132+.

60. Albe-Fessard D., Berkley K., Kruger L., Ralston H., Willis W.: Diencephalic mechanisms of pain sensation. //Brain Res. 1985, 356:217-296.

61. Alexander G., Crutcher M.: Functional architecture of basal ganglia circuits: neural substrates of parallel processing. //Trends Neurosci. 1990, 13:266-271.

62. Andaluz N., Taha J.M., Dalvi A.: Bilateral pallidal deep brain stimulation for cervical and truncal dystonia. //Neurology. 2001, 57:557-558.

63. Andersen P., Eccles J., Sears Т.: The ventro-basal complex of the thalamus: types of cells, their respomses and their functional organization. //J. Physiol. 1964, 174:370-399.

64. Bazhenov M., Timofeev I., Steriade M., Sejnowski Т.: Spiking-Bursting Activity in the Thalamic Reticular Nucleus Initiates Sequences of Spindle Oscillations in Thalamic Networks. //J. Neurophysiol. 2000, 84:1076-1087.

65. Benecke R., Strumper P., Weiss H.: Electron transfer complex I defect in idiopathic dystonia. //Ann. Neurol. 1992, 32:683-686.

66. Benevento L., Ebner F.: Pretectal, tectal, retinal and cortical projections to thalamic nuclei of the opossum in stereotaxic coordinates. //Brain Res. 1970, 18:171-175.

67. Benevento L., Rezak M., Santos-Anderson: An autoradiographic study of the projections of the pretectum in the rhesus monkey (Macaca mulatta): evidence for sensorimotor links to the thalamus and oculomotor nuclei. //Brain Res. 1977, 127:197-218.

68. Benita M., Conde H.: Intranuclear organization of the centre median nucleus of thalamus. //J. Physiol. (Paris) 1972, 64:561-582.

69. Bentivoglio M., Spreafico R., Minciacchi D., Macchi G.: GABAergic in-terneurons and neuropil of the intralaminar thalamus: an immunohisto-chemical study in the rat and the cat, with notes in the monkey. //Exp. Brain Res. 1991, 87:85-95.

70. Berardelli A., Rothwell J., Hallett M., Thompson P., Manfredi M., Mars-den C.: The pathophysiology of primary dystonia. //Brain. 1998, 121:11951212.

71. Berendse H., Groenewegen H.: Restricted cortical termination fields of the midline and intralaminar thalamic nuclei in the rat. //Neuroscience. 1991, 42:73-102.

72. Bertrand G., Jasper H.: Microelectrode recording of unit activity in the human thalamus. //Confin. Neurol. 1965, 26:205-208.

73. Bhatnagar S., Mandybur G.: Effects of intralaminar thalamic stimulation on language functions. //Brain Lang. 2005, 92:1-11.

74. Bickford R., Petersen M., Dodge H., Sem-Jacobsen C.: Observations on depth stimulation of the human brain through implanted electrographic leads. //Mayo Clin. Proc. 1953,28:181-187.

75. Budde Т., Mager R., Pape H.: Different Types of Potassium Outward Current in Relay Neurons Acutely Isolated from the Rat Lateral Geniculate Nucleus. //Eur. J. Neurosci. 1992, 4:708-722.

76. Burk J., Mair R.: Thalamic amnesia reconsidered: excitotoxic lesions of the intralaminar nuclei, but not the mediodorsal nucleus, disrupt place delayed matching-to-sample performance in rats (Rattus norvegicus). //Behav. Neu-rosci. 1998, 112:54-67.

77. Burk J., Mair R.: Effects of intralaminar thalamic lesions on sensory attention and motor intention in the rat: a comparison with lesions involving frontal cortex and hippocampus. //Behav. Brain Res. 2001, 123:49-63.

78. Cesaro P., Nguyen-Legros J., Pollin В., Laplante S.: Single intralaminar thalamic neurons project to cerebral cortex, striatum and nucleus reticularis thalami. A retrograde anatomical tracing study in the rat. //Brain Res. 1985, 325:29-37.

79. Cohen J.: Prefrontal cortex involved in higher cognitive functions. Introduction. //Neuroimage. 2000, 11:378-379.

80. Contreras D., Steriade M.: Synchronization of low-frequency rhythms in corticothalamic networks.//Neuroscience. 1997, 76:11-24.

81. Coulter D., Huguenard J., Prince D.: Calcium currents in rat thalamocortical relay neurones: kinetic properties of the transient, low-threshold current. //J.Physiol. 1989,414:587-604.

82. Creutzfeldt O., Ojemann G., Lettich E.: Neuronal activity in the human lateral temporal lobe. I. Responses to speech. //Exp. Brain Res. 1989, 77:451475.

83. Crick F.: The astonishing hypothesis. //Sribuer, N-Y. 1994.

84. Crowell R., Perret E., Siegfried J., Villoz J.: 'Movement units' and 'tremor phasic units' in the human thalamus. //Brain Res. 1968, 11:481-488.

85. Crunelli V., Lightowler S., Pollard C.: A T-type Ca2+ current underlies low-threshold Ca2+ potentials in cells of the cat and rat lateral geniculate nucleus. //J. Physiol. 1989, 413:543-561.

86. Davis K.D., Kiss Z.H., Tasker R.R., Dostrovsky J.O.: Thalamic stimulation-evoked sensations in chronic pain patients and in nonpain (movement disorder) patients. //J. Neurophysiol. 1996, 75:1026-1037.

87. Deschenes M., Paradis M., Roy J.P., Steriade M.: Electrophysiology of neurons of lateral thalamic nuclei in cat: resting properties and burst discharges. //J. Neurophysiol. 1984, 51:1196-1219.

88. Destexhe A., Contreras D., Steriade M.: Cortically-induced coherence of a thalamic-generated oscillation. //Neuroscience. 1999, 92:427-443.

89. Dostrovsky J.: Role of thalamus in pain. //Prog. Brain Res. 2000, 129:245257.

90. Evarts E.: Activity of motor cortex neurons in association with learned movement. //Int. J. Neurosci. 1972, 3:113-124.

91. Evarts E.: Brain mechanisms of movement. //Sci. Am. 1979, 241:164-179.

92. Fenelon G., Yelnik J., Francois C., Percheron G.: Central complex of the primate thalamus: a quantitative analysis of neuronal morphology. /Я. Сотр. Neurol. 1994, 342:463-479.

93. Fortin M., Asselin M., Gould P., Parent A.: Calretinin-immunoreactive neurons in the human thalamus. //Neuroscience. 1998, 84:537-548.

94. Francois C., Percheron G., Parent A., Sadikot A., Fenelon G., Yelnik J.: Topography of the projection from the central complex of the thalamus to the sensorimotor striatal territory in monkeys. //J. Сотр. Neurol. 1991, 305:17-34.

95. Fuster J., Alexander G.: Neuron activity related to short-term memory. //Science. 1971, 173:652-654.

96. Fuster J.: Behavioral electrophysiology of the prefrontal cortex of the primate. //Prog. Brain Res. 1990, 85:313-323.

97. Gaze R., Gillingham F., Kalyanaraman J., Porter R., Donaldson A., and Donaldson I.: Mivroelectrode recordings from the human thalamus. //Brain. 1964,87:691-706.

98. Graybiel A.: The basal ganglia and chunking of action repertoires. //Neuro-biol. Learn. Mem. 1998, 70:119-136.

99. Groenewegen H., Berendse H., Wolters J., Lohman A.: The anatomical relationship of the prefrontal cortex with the striatopallidal system, the thalamus and the amygdala: evidence for a parallel organization. IIProg. Brain

100. Res. 1990, 85:95-116; discussion 116-118.

101. Groenewegen H., Berendse H.: The specificity of the 'nonspecific' midline and intralaminar thalamic nuclei.//Trends Neurosci. 1994, 17:52-57.

102. Grunwerg В., Krauthamer G.: Sensory responses of intralaminar thalamic neurons activated by the superior colliculus. //Exp. Brain Res. 1992, 88:541-550.

103. Guillazo-Blanch G., Vale-Martinez A., Marti-Nicolovius M., Coll-AndreuM., Morgado-Bernal I.: The parafascicular nucleus and two-way active avoidance: effects of electrical stimulation and electrode implantation. //Exp. Brain Res. 1999, 129:605-614.

104. Guiot G., Albe-Fessard D., Arfel G., Derome P.: Momitoring of unit actively in the course of stereotaxic interventions.. //Neurochirurgie. 1964, 10:427-435.

105. Haber S., McFarland N.: The place of the thalamus in frontal cortical-basal ganglia circuits. //Neuroscientist. 2001, 7:315-324.

106. Halgren E., Babb Т., Crandall P.: Activity of human hippocampal formation and amygdala neurons during memory testing. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1978, 45:585-601.

107. Hallanger A., Levey A., Lee H., Rye D., Wainer В.: The origins of cholinergic and other subcortical afferents to the thalamus in the rat. //J. Сотр. Neurol. 1987,262:105-124.

108. Hardy J.L., Bertrand G., Thompson C.J.: Thalamic recordings during stereotaxic surgery. //Appl. Neurophysiol. 1979, 42:185-202.

109. Hassler R.: Anatomy of the thalamus. //In: Introduction to stereotaxic with an atlas of the human brain, v.l Schaltenbrandt G., Bailey P. (Eds). Stut-gart, Georg Thieme Verlag. 1959:230.

110. Hazlett J., Dutta C., Fox C.: The neurons in the centromedian-parafascicular complex of the monkey (Macaca mulatta): a Golgi study. //J. Сотр. Neurol. 1976, 168:41-73.

111. Heit G., Smith M., Halgren E.: Neural encoding of individual words and faces by the human hippocampus and amygdala. //Nature. 1988, 333:773775.

112. Henderson J.M., Carpenter K., Cartwright H., Halliday G.M.: Loss of thalamic intralaminar nuclei in progressive supranuclear palsy and Parkinson'sdisease: clinical and therapeutic implications. //Brain. 2000, 123:14101421.

113. Hernandez-Cruz A., Pape H.C.: Identification of two calcium currents in acutely dissociated neurons from the rat lateral geniculate nucleus. //J. Neu-rophysiol. 1989,61:1270-1283.

114. Hongell A., Wallin G., Hagbarth K.: Unit activity connected with movement initiation and arousal situations recorded from the ventrolateral nucleus of the human thalamus. //Acta. Neurol. Scand. 1973, 49:681.

115. Huguenard J.: Low-threshold calcium currents in central nervous system neurons. //Annu. Rev. Physiol. 1996, 58:329-348.

116. Hunt C., Pang D., Jones E.: Distribution and density of GAB A cells in in-tralaminar and adjacent nuclei of monkey thalamus. //Neuroscience. 1991, 43:185-196.

117. Ilinsky I., Kultas-Ilinsky K.: Fine structure of the magnocellular subdivision of the ventral anterior thalamic nucleus (VAmc) of Macaca mulatta: I. Cell types and synaptology. //J. Сотр. Neurol. 1990, 294:455-478.

118. Islekel S., Zileli M., Zileli В.: Unilateral pallidal stimulation in cervical dystonia. //Stereotact. Funct. Neurosurg. 1999, 72:248-252.

119. Jahnsen H., Llinas R.: Ionic basis for the electro-responsiveness and oscillatory properties of guinea-pig thalamic neurones in vitro. //J. Physiol. 1984, 349:227-247.

120. Jahnsen H., Llinas R.: Electrophysiological properties of guinea-pig thalamic neurones: an in vitro study. //J. Physiol. 1984, 349:205-226.

121. Jasper H.: Diffuse projection systems, the integrative action of the thalamic reticular system. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1949, 1:405.

122. Jasper H., Bertrand G.: Stereotaxic microelectrode studies of single thalamic cells and fibres in patients with dyskinesia. //Trans. Am. Neurol. Assoc. 1964, 89:79-82.

123. Jasper H., Bertrand G.: Thalamic units involved in somatic sensation and voluntary and involuntary movements in man. //In: The thalamus. Purpura D., Jahr M. (Eds). N-Y, Columbia Univ. Press. 1966:365.

124. Jeanmonod D., Magnin M., Morel A.: Thalamus and neurogenic pain: physiological, anatomical and clinical data. //Neuroreport. 1993, 4:475-478.

125. Jeanmonod D., Magnin M., Morel A.: Low-threshold calcium spike burstsin the human thalamus. Common physiopathology for sensory, motor and limbic positive symptoms. //Brain. 1996, 119:363-375.

126. Jeljeli M., Strazielle C., Caston J., Lalonde R.: Effects of centrolateral or medial thalamic lesions on motor coordination and spatial orientation in rats. //Neurosci. Res. 2000, 38:155-164.

127. Joel D., Weiner I.: The organization of the basal ganglia-thalamocortical circuits: open interconnected rather than closed segregated. //Neuroscience. 1994, 63:363-379.

128. John E.: Mechanisms of memory. //N-Y-London, Acad. Press. 1967.

129. Jones E.: The Thalamus. //N-Y, Plenium Press. 1985, 607-645.

130. Kammermeier P.J., Jones S.W.: High-Voltage-Activated Calcium Currents in Neurons Acutely Isolated From the Ventrobasal Nucleus of the Rat Thalamus. //J. Neurophysiol. 1997, 77:465-475.

131. Kaufman E., Rosenquist A.: Afferent connections of the thalamic intrala-minar nuclei in the cat. //Brain Res. 1985, 335:281-296.

132. Kaufman E., Rosenquist A.: Efferent projections of the thalamic intralami-nar nuclei in the cat. //Brain Res. 1985, 335:257-279.

133. Kayahara Т., Nakano K.: The globus pallidus sends axons to the thalamic reticular nucleus neurons projecting to the centromedian nucleus of the thalamus: a light and electron microscope study in the cat. //Brain Res. Bull. 1998, 45:623-630.

134. Kimura M.: Role of basal ganglia in behavioral learning. //Neurosci. Res. 1995,22:353-358.

135. Kimura M., Minamimoto Т., Matsumoto N., Hon Y.: Monitoring and switching of cortico-basal ganglia loop functions by the thalamo-striatal system. //Neurosci. Res. 2004, 48:355-360.

136. Kinomura S., Larsson J., Gulyas В., Roland P.E.: Activation by Attention of the Human Reticular Formation and Thalamic Intralaminar Nuclei. //Science. 1996,271:512-515.

137. Kolmac C., Mitrofanis J.: Organisation of the reticular thalamic projection to the intralaminar and midline nuclei in rats. //J. Сотр. Neurol. 1997, 377:165-178.

138. Konishi S., Nakajima K., Uchida I., Kikyo H., Kameyama M., Miya-shita Y.: Common inhibitory mechanism in human inferior prefrontal cortex revealed by event-related functional MRI. //Brain. 1999, 122:981-991.

139. Krack P., Pollak P., Limousin P., Benazzouz A., Deuschl G., Benabid A.-L.: From off-period dystonia to peak-dose chorea: The clinical spectrum of varying subthalamic nucleus activity. //Brain. 1999, 122:1133

140. Krauss J.K., Pohle Т., Weigel R., Burgunder J.M.: Deep brain stimulation of the centre median-parafascicular complex in patients with movement disorders. //J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2002, 72:546-548.

141. Krauthamer G., Krol J., Grunwerg В.: Effect of superior colliculus lesions on sensory unit responses in the intralaminar thalamus of the rat. //Brain Res. 1992, 576:277-286.

142. Kritchevsky M., Graff-Radford N.R., Damasio A.R.: Normal memoiy after damage to medial thalamus. //Arch. Neurol. 1987, 44:959-962.

143. Krout K., Loewy A., Westby G., Redgrave P.: Superior colliculus projections to midline and intralaminar thalamic nuclei of the rat. //J. Сотр. Neurol. 2001,431:198-216.

144. Kultas-Ilinsky K., Ilinsky I.: Fine structure of the ventral lateral nucleus (VL) of the Macaca mulatta thalamus: cell types and synaptology. //J. Сотр. Neurol. 1991, 314:319-349.

145. Lai Y., Siegel J.: Pontomedullaiy glutamate receptors mediating locomotion and muscle tone suppression. //J. Neurosci. 1991, 11:2931-2937.

146. Lai H., Tsumori Т., Shiroyama Т., Yokota S., Nakano K., Yasui Y.: Morphological evidence for a vestibulo-thalamo-striatal pathway via the parafascicular nucleus in the rat. //Brain Res. 2000, 872:208-214.

147. Le Van Quyen M., Foucher J., Lachaux J., Rodriguez E., Lutz A., Martin-erie J., Varela F.: Comparison of Hilbert transform and wavelet methods for the analysis of neuronal synchrony. //J. Neurosci. Methods. 2001, 111:8398.

148. Lenz F.A., Dostrovsky J.O., Tasker R.R., Yamashiro K., Kwan H.C., Murphy J.T.: Single-unit analysis of the human ventral thalamic nuclear group: somatosensory responses.//J. Neurophysiol. 1988, 59:299-316.

149. Lenz F., Kwan H., Dostrovsky J., Tasker R.: Characteristics of the bursting pattern of action potentials that occurs in the thalamus of patients with central pain. //Brain Res. 1989, 496:357-360.

150. Lenz F., Kwan H., Martin R., Tasker R., Dostrovsky J., Lenz Y.: Single unit analysis of the human ventral thalamic nuclear group. Tremor-related activity in functionally identified cells. //Brain. 1994, 117:531-543.

151. Lenz F.A., Suarez J.I., Metman L.V., Reich S.G., Karp B.I., Hallett M., Rowland L.H., Dougherty P.M.: Pallidal activity during dystonia: somatosensory reorganisation and changes with severity. //J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 1998, 65:767-770.

152. Lenz F.A., Jaeger C.J., Seike M.S., Lin Y.C., Reich S.G., DeLong M.R., Vitek J.L.: Thalamic Single Neuron Activity in Patients With Dystonia: Dystonia-Related Activity and Somatic Sensory Reorganization. //J. Neu-rophysiol. 1999, 82:2372-2392.

153. Leresche N., Lightowler S., Soltesz I., Jassik-Gerschenfeld D., Crunelli V.: Low-frequency oscillatory activities intrinsic to rat and cat thalamocortical cells. //J. Physiol. 1991, 441:155-174.

154. Li C., Friauf W., Cohen G., and Tew J.: A method of recording single cell discharges in the cerebral cortex of man. //Electroencephalogr. Clin. Neu-rophysiol. 1965, 18:187-190.

155. Li C., Van Buren J.: Micro-electrode recordings in the brain of man with particular reference to epilepsy and dyskinesia. //In: Neurophysiology studied on man. Somjen G. (Ed). Amsterdam, Excerpta medica. 1972:49.

156. Llinas R.: The intrinsic electrophysiological properties of mammalian neurons: insights into central nervous system function. //Science. 1988, 242:1564-1564.

157. Magnin M., Morel A., Jeanmonod D.: Single-unit analysis of the pallidum, thalamus and subthalamic nucleus in parkinsonian patients. //Neuroscience. 2000, 96:549-564.

158. Mancia M., Marini G.: Orienting-like reaction after ibotenic acid injections into the thalamic centre median nucleus in the cat. //Arch. Ital. Biol. 1995, 134:65-80.

159. Matsumoto N., Minamimoto Т., Graybiel A.M., Kimura M.: Neurons in the thalamic CM-Pf complex supply striatal neurons with information about behaviorally significant sensory events. //J. Neurophysiol. 2001, 85:960976.

160. McCormick D., Pape H.: Properties of a hyperpolarization-activated cation current and its role in rhythmic oscillation in thalamic relay neurones.

161. J. Physiol. 1990, 431:291-318.

162. McCormick D., Feeser H.: Functional implications of burst firing and single spike activity in lateral geniculate relay neurons. //Neuroscience. 1990, 39:103-113.

163. McCormick D.A.: Functional properties of a slowly inactivating potassium current in guinea pig dorsal lateral geniculate relay neurons. //J. Neuro-physiol. 1991,66:1176-1189.

164. McCormick D.A., Huguenard J.R.: A model of the electrophysiological properties of thalamocortical relay neurons. //J. Neurophysiol. 1992, 68:1384-1400.

165. McCormick D., Bal Т.: Sleep and arousal: thalamocortical mechanisms. //Annu. Rev. Neurosci. 1997, 20:185-215.

166. McFarland N.R., Haber S.N.: Convergent Inputs from Thalamic Motor Nuclei and Frontal Cortical Areas to the Dorsal Striatum in the Primate. //J. Neurosci. 2000, 20:3798-3813.

167. McGuinness C., Krauthamer G.: The afferent projections to the centrum medianum of the cat as demonstrated by retrograde transport of horseradish peroxidase. //Brain Res. 1980, 184:255-269.

168. McKenzie J., Rogers D.: Unit responses of intralaminar thalamus to midbrain and medullary stimulation and effects of conditioning caudate and hippocampal stimuli. //Brain Res. Bull. 1981, 7:345-352.

169. Mennemeier M., Fennell E., Valenstein E., Heilman K.M.: Contributions of the left intralaminar and medial thalamic nuclei to memory. Comparisons and report of a case. //Arch. Neurol. 1992, 49:1050-1058.

170. Mennemeier M., Crosson В., Williamson D., Nadeau S., Fennell E., Valenstein E., Heilman K.: Tapping, talking and the thalamus: possible influence of the intralaminar nuclei on basal ganglia function. //Neuropsychologia. 1997,35:183-193.

171. Mileikovskii В.: The interaction of the thalamic parafascicular complex with the brain stem centers that inhibit locomotor activity. //Fiziol. Zh. SSSRIm. I.M. Sechenova. 1991, 77:70-75.i,

172. Miller J.: The role of mesencephalic and thalamic arousal systems in experimental seizurer. //Prog. Neurobiol. 1992, 39:155-178.

173. Minamimoto Т., Kimura M.: Participation of the Thalamic CM-Pf Complex in Attentional Orienting. //J. Neurophysiol. 2002, 87:3090-3101.

174. Minamimoto Т., Hori Y., Kimura M.: Complementary Process to Response Bias in the Centromedian Nucleus of the Thalamus. //Science. 2005, 308:1798-1801.

175. Mink J.: The basal ganglia: focused selection and inhibition of competing motor programs. //Prog. Neurobiol. 1996, 50:381-425.

176. Morison R., Dempsey E.: A study of thalamocortical relations. //Am. J. Physiol. 1942, 135:281-292.

177. Moruzzi G., Magoun H.: Brain stem reticular formation and activation of the EEG. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1949, 1:455.

178. Mouroux M., Hassani O., Feger J.: Electrophysiological and Fos immuno-histochemical evidence for the excitatory nature of the parafascicular projection to the globus pallidus. //Neuroscience. 1997, 81:387-397.

179. Munkle M., Waldvogel H., Faull R.: Calcium-binding protein immunoreac-tivity delineates the intralaminar nuclei of the thalamus in the human brain. //Neuroscience. 1999, 90:485-491.

180. Nenov V., Halgren E., Smith M., Badier J., Ropchan J., Blahd W., Man-delkern M.: Localized brain metabolic response correlated with potentials evoked by words. //Behav. Brain Res. 1991, 44:101-104.

181. Ohye C., Fukumachi A., Narabajashi H.: Spontaneous and evoked activity of sensory neurons and their organization in the human thalamus. //Z. Neurol. 1972, 203:219.

182. Ohye C.: Depth microelectrode studies.//In: Stereotaxy of the human brain. Schaltenbrandt G. and Walker A. (Eds). Stuttgart-N-Y, Georg Thieme Ver-lag. 1982:79-97.

183. Ohye C.: Role of thalamic nuclei in the hypertonia and tremor of Parkinson disease. //Rev. Neurol. (Paris). 1986,142:362-367.

184. Ojemann G.: Effect of cortical and subcortical stimulation on human language and verbal memory. //Res. Publ. Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. 1988, 66:101-115.

185. Ojemann G., Creutzfeldt O., Lettich E., Haglund M.: Neuronal activity in human lateral temperal cortex related to short-term verbal memory, naming and reading. //Brain. 1988, 111:1283-1403.

186. Paradiso G., Cunic D., Saint-Cyr J.A., Hoque Т., Lozano A.M., Lang A.E.,

187. Chen R.: Involvement of human thalamus in the preparation of self-paced movement. //Brain. 2004, 127:2717-2731.

188. Parent A., Hazrati L.: Functional anatomy of the basal ganglia. I. The cor-tico-basal ganglia-thalamo-cortical loop. //Brain Res. Brain Res. Rev. 1995, 20:91-127.

189. Parent M., Parent A.: Single-axon tracing and three-dimensional reconstruction of centre median-parafascicular thalamic neurons in primates. //J. Сотр. Neurol. 2005, 481:127-144.

190. Percheron G., Filion L.: Parallel processing in the basal ganglia: up to a point.//Trends Neurosci. 1991, 14:55-56.

191. Purpura D.P., Shofer R.J.: Intracellular recording from thalamic neurons during reticulocortical activation. //J. Neurophysiol. 1963, 26:494-505.

192. Purpura D., McMurtry J., Maekawa K.: Synaptic events in ventrolateral thalamic neurons during suppression of recruiting responses by brain stem reticular stimulation.//Brain Res. 1966, 1:63-76.

193. Purpura D.: Analysis of morphophysiological developmental processes in mammalian brain. //Res. Publ. Assoc. Res. Nerv. Ment. Dis. 1973, 51:79112.

194. Radhakrishnan V., Tsoukatos J., Davis K., Tasker R., Lozano A., Dostrovsky J.: A comparison of the burst activity of lateral thalamic neurons in chronic pain and non-pain patients. //Pain. 1999, 80:567-575.

195. Raeva S.: Unit activity of some deep nuclear structures of human brain during voluntary movements. //In: Neurophysiology studied on man. Somjen G. (Ed). Amsterdam, Excerpta medica. 1972:69.

196. Raeva S.: Localization in human thalamus of units triggered during 'verbal commands,' voluntary movements and tremor. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1986,63:160-173.

197. Raeva S., Lukashev A., Lashin A.: Unit activity in human thalamic reticularis nucleus. I. Spontaneous activity. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1991,79:133-140.

198. Raeva S., Lukashev A.: Unit activity in human thalamic reticularis neurons. II. Activity evoked by significant and non-significant verbal or sensory stimuli. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1993, 86:110-122.

199. Raeva S., Vainberg N., Tikhonov Y., Tsetlin I.: Analysis of evoked activity patterns of human thalamic ventrolateral neurons during verbally ordered voluntary movements. //Neuroscience. 1998, 88:377-392.

200. Raeva S., Vainberg N., Dubinin V.: Analysis of spontaneous activity patterns of human thalamic ventrolateral neurons and their modifications dueito functional brain changes. //Neuroscience. 1999, 88:365-376.

201. Ramcharan E.J., Gnadt J.W., Sherman S.M.: Higher-order thalamic relays burst more than first-order relays. //PNAS. 2005, 102:12236-12241.

202. Rhodes P. A., Llinas R.: A model of thalamocortical relay cells. //J. Physiol. 2005,565:765-781.

203. Rinaldi P., Young R., Albe-Fessard D., Chodakiewitz J.: Spontaneous neuronal hyperactivity in the medial and intralaminar thalamic nuclei of patients with deafferentation pain. //J. Neurosurg. 1991, 74:415-421.

204. Roy J.P., Clercq M., Steriade M., Deschenes M.: Electrophysiology of neurons of lateral thalamic nuclei in cat: mechanisms of long-lasting hyperpo-larizations. //J. Neurophysiol. 1984, 51:1220-1235.

205. Royce G.: Cortical neurons with collateral projections to both the caudate nucleus and the centromedian-parafascicular thalamic complex: a fluorescent retrograde double labeling study in the cat. //Exp. Brain Res. 1983, 50:157-165.

206. Royce G.J., Bromley S., Gracco C.: Subcortical projections to the cen-tromedian and parafascicular thalamic nuclei in the cat. /Я. Сотр. Neurol. 1991,306:129-155.

207. Sadikot A., Parent A., Francois C.: The centre median and parafascicular thalamic nuclei project respectively to the sensorimotor and associative-limbic striatal territories in the squirrel monkey. //Brain Res. 1990, 510:161-165.

208. Sadikot A.F., Parent A., Francois C.: Efferent connections of the centrome-dian and parafascicular thalamic nuclei in the squirrel monkey: a PHA-L study of subcortical projections. //J. Сотр. Neurol. 1992, 315:137-159.

209. Sakai S., Patton K.: Distribution of cerebellothalamic and nigrothalamic projections in the dog: a double anterograde tracing study. /Я. Сотр. Neurol. 1993,330:183-194.

210. Sandson T.A., Daffner K.R., Carvalho P.A., Mesulam M.M.: Frontal lobe dysfunction following infarction of the left-sided medial thalamus. //Arch. Neurol. 1991,48:1300-1303.

211. Sano K., Yoshioka M., Mayanagi Y., Sekino H., Yoshimasu N.: Stimulation and destruction of and around the interstitial nucleus of Cajal in man. //Confin. Neurol. 1970, 32:118-125.

212. Sano K., Sekino H., Tsukamoto Y., Yoshimasu N., Ishijima В.: Stimulation and destruction of the region of the interstitial nucleus in cases of torticollis and see-saw nystagmus. //Confin. Neurol. 1972, 34:331-338.

213. Schaltenbrandt G., Baily P.: Introduction to stereotaxic with on Atlas of the

214. Human Brain. //Stuttgart, Thieme. 1959.

215. Scheibel M., Scheibel A.: Patterns of organization in specific and nonspecific thalamic fields. //In: The thalamus. Purpura D., Jahr M. (Eds). N-Y, Columbia Univ. Press. 1966, 13-46.

216. Scheibel M., Scheibel A.: Structural organization of nonspecific thalamic nuclei and their projection toward cortex. //Brain Res. 1967, 6:60-94.

217. Scheibel A.: Anatomical and physiological substrates of arousal. A view from the bridge. //In: The reticular formation revised. Hobson J.A. and Brazier M.A. (Eds). N-Y, Raven Press. 1980:55-66.

218. Schlag J., Waszak M.: Electrophysiological properties of units of the thalamic reticular complex. //Exp. Neurol. 1971, 32:79-97.

219. Schneider S., Feifel E., Ott D., Schumacher M., Lucking C., Deuschl G.: Prolonged MRI T2 times of the lentiform nucleus in idiopathic spasmodic torticollis. //Neurology. 1994, 44:846-850.

220. Schneider J., Rothblat D.: Alterations in intralaminar and motor thalamic physiology following nigrostriatal dopamine depletion. //Brain Res. 1996, 742:25-33.

221. Sherman S.M., Guillery R.W.: Functional organization of thalamocortical relays. //J. Neurophysiol. 1996, 76:1367-1395.

222. Sherman S.: Tonic and burst firing: dual modes of thalamocortical relay. //Trends Neurosci. 2001, 24:122-126.

223. Shiroyama Т., Kayahara Т., Yasui Y., Nomura J., Nakano K.: The vestibular nuclei of the rat project to the lateral part of the thalamic parafascicular nucleus (centromedian nucleus in primates). //Brain Res. 1995, 704:130134.

224. Sidibe M., Bevan M., Bolam J., Smith Y.: Efferent connections of the internal globus pallidus in the squirrel monkey. I. Topography and synaptic organization of the pallidothalamic projection. //J. Сотр. Neurol. 1997, 382:323-347.

225. Sidibe M., Smith Y.: Thalamic inputs to striatal interneurons in monkeys: synaptic organization and co-localization of calcium binding proteins. //Neuroscience. 1999, 89:1189-1208.

226. Sidibe M., Pare J., Smith Y.: Nigral and pallidal inputs to functionally segregated thalamostriate neurons in the centromedian/parafascicular intralaminar nuclear complex in monkey. //J. Сотр. Neurol. 2002, 447:286-299.

227. Skinner J., Yingling C.: Regulation of slow potential shifts in nucleus reticularis thalami by the mesencephalic reticular formation and the frontal granular cortex. //Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1976, 40:288

228. Smythies J.: The functional neuroanatomy of awareness: with a focus on the role of various anatomical systems in the control of intermodal attention. //Conscious Cogn. 1997, 6:455-481.

229. Steriade M., Glenn L.L.: Neocortical and caudate projections of intralaminar thalamic neurons and their synaptic excitation from midbrain reticular core. //J. Neurophysiol. 1982, 48:352-371.

230. Steriade M., Deschenes M.: The thalamus as a neuronal oscillator. //Brain Res. 1984, 320:1-63.

231. Steriade M., Domich L., Oakson G., Deschenes M.: The deafferented reticular thalamic nucleus generates spindle rhythmicity. //J. Neurophysiol. 1987,57:260-273.

232. Steriade M., Llinas R.R.: The functional states of the thalamus and the associated neuronal interplay. //Physiol. Rev. 1988, 68:649-742.

233. Steriade M., Datta S., Pare D., Oakson G., Curro Dossi R.: Neuronal activities in brain-stem cholinergic nuclei related to tonic activation processes in thalamocortical systems.//J. Neurosci. 1990, 10:2541-2559.

234. Steriade M., Jones E., McCormick C.: Thalamus. Intralaminar nuclei. //Amsterdam Elsevier. 1997, 1:55-73.

235. Steriade M.: Coherent oscillations and short-term plasticity in corticothalamic networks. //Trends Neurosci. 1999, 22:337-345.

236. Steriade M.: Corticothalamic resonance, states of vigilance and mentation. //Neuroscience. 2000, 101:243-276.

237. Steriade M.: Impact of Network Activities on Neuronal Properties in Corticothalamic Systems. //J. Neurophysiol. 2001, 86:1-39.

238. Tikhonravov D.: Involvement of the parafascicular nucleus of the thalamus and the cholinoreactive system of the neostriatum in controlling a food-procuring reflex in rats at different stages of learning. //Neurosci. Behav. Physiol. 2000, 30:391-398.

239. Timofeev I., Steriade M.: Cellular Mechanisms Underlying Intrathalamic Augmenting Responses of Reticular and Relay Neurons. //J. Neurophysiol. 1998,79:2716-2729.

240. Trottenberg Т., Paul G., Meissner W., Maier-Hauff K., Taschner C., Kupsch A.: Pallidal and thalamic neurostimulation in severe tardive dystonia. //J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2001, 70:557-559.

241. Trottenberg Т., Meissner W., Kabus C., Arnold G., Funk Т., Einhaupl K., Kupsch A.: Neurostimulation of the ventral intermediate thalamic nucleus in inherited myoclonus-dystonia syndrome. //Mov. Disord. 2001, 16:769

242. Turski L., Klockgether Т., Turski W., Schwarz M., Sontag K.: Substantia nigra and motor control in the rat: effect of intranigral alpha-kainate and gamma-D-glutamylaminomethylsulphonate on motility. //Brain Res. 1987, 424:37-48.

243. Ullman S.: Bottom-up and top-down processing in the visual cortex. //In: Downward processes in the perception representation mechanisms. Taddei-Ferreti C., Musio C. (Eds). Singapure, World Scientific. 1998:145-170.

244. Umbach W., Ehrhardt K.: Micro-electrode recordings in basal ganglia during stereotaxic operations. //Confinia neurol. 1965, 26:315.

245. Vale-Martinez A., Marti-Nicolovius M., Guillazo-Blanch G., Morgado-Bernal I.: Differential site-specific effects of parafascicular stimulation on active avoidance in rats. //Behav. Brain Res. 1998, 93:107-118.

246. Van der Werf Y., Witter M., Uylings H., Jolles J.: Neuropsychology of infarctions in the thalamus: a review. //Neuropsychologia. 2000, 38:613-627.

247. Van der Werf Y., Witter M., Groenewegen H.: The intralaminar and midline nuclei of the thalamus. Anatomical and functional evidence for participation in processes of arousal and awareness. //Brain Res. Brain Res. Rev. 2002,39:107-140.

248. Varela F., Lachaux J., Rodriguez E., Martinerie J.: The brainweb: phase synchronization and large-scale integration. //Nat. Rev. Neurosci. 2001, 2:229-239.

249. Velasco F., Velasco M., Marquez I., Velasco G.: Role of the centromedian thalamic nucleus in the genesis, propagation and arrest of epileptic activity. An electrophysiological study in man. //Acta. Neurochir. Suppl. (Wien). 1993,58:201-204.

250. Velasco F., Velasco M., Jimenez F., Velasco A., Rojas В., Perez M.: Centromedian nucleus stimulations for epilepsy. Clinical, electroencephalographic and behavioral observations. //Thalamus and related systems. 2002, 1:387-398.

251. Vercueil L., Pollak P., Fraix V., Caputo E., Moro E., Benazzouz A., Xie J.,

252. Koudsie A., Benabid A.: Deep brain stimulation in the treatment of severe dystonia. //J. Neurol. 2001, 248:695-700.

253. Vitek J., Chockkan V., Zhang J., Kaneoke Y., Evatt M., DeLong M., Triche S., Mewes K., Hashimoto Т., Bakay R.: Neuronal activity in the basal ganglia in patients with generalized dystonia and hemiballismus. //Ann. Neurol. 1999, 46:22-35.

254. Vogt C., Vogt O.: Thalamusstudien I-III. //J. Psychol. Neurol. (Lpz). 1941, 50:32.

255. Walter W., Crow H.: Depth recording from the human brain. //Excerpta med. 1961,37:64.

256. Watson R.T., Valenstein E., Heilman K.M.: Thalamic neglect. Possible role of the medial thalamus and nucleus reticularis in behavior. //Arch. Neurol. 1981,38:501-506.

257. Weese G.D., Phillips J.M., Brown V.J.: Attentional orienting is impaired by unilateral lesions of the thalamic reticular nucleus in the rat. //J. Neurosci. 1999, 19:10135-10139.

258. Weigel R., Krauss J.: Center median-parafascicular complex and pain control. Review from a neurosurgical perspective. //Stereotact. Funct. Neuro-surg. 2004, 82:115-126.

259. Yamamoto Т., Samejima A., Oka H.: An intracellular analysis of the entopeduncular inputs on the centrum medianum-parafascicular nuclear complex in cats. //Brain Res. 1985, 348:343-347.

260. Yoshor D., Hamilton W., Ondo W., Jankovic J., Grossman R.: Comparison of thalamotomy and pallidotomy for the treatment of dystonia. //Neurosurgery. 2001, 48:818-824; discussion 824-816.

261. Zhang C., Yang S., Guo Y., Qiao J.', Dafny N.: Locus coeruleus stimulation modulates the nociceptive response in parafascicular neurons: an analysis of descending and ascending pathways. //Brain Res. Bull. 1997, 42:273278.

262. Zhuang P., Li Y., Hallett M.: Neuronal activity in the basal ganglia and thalamus in patients with dystonia. //Clin. Neurophysiol. 2004, 115:25422557.

263. Zirh Т., Reich S., Perry V., Lenz F.: Thalamic single neuron and electromyographic activities in patients with dystonia. //Adv. Neurol. 1998, 78:27-32.

264. Zirh Т., Lenz F., Reich S., Dougherty P.: Patterns of bursting occurring in thalamic cells during parkinsonian tremor. //Neuroscience. 1998, 83:107121.

Информация о работе

Седов, Алексей Сергеевич
кандидата биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.02

Диссертация

Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Нейронные механизмы и роль парафасцикулярного (CM-Pf) комплекса таламуса в целенаправленной деятельности человека в норме и патологии - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы