Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пластические перестройки в нейронных сетях, включающих каллозальные нейроны

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Пластические перестройки в нейронных сетях, включающих каллозальные нейроны"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ

Г .'5 ОА

\ Г) И?, ШЬ На правах рукописи

УДК 612.822.3

Богданова Оксана Геннадиевна

ПЛАСТИЧЕСКИЕ ПЕРЕСТРОЙКИ В НЕЙРОННЫХ СЕТЯХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ КАЛЛОЗАЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ

Специальность 03.00.13. - физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1997

Диссертация выполнена в лаборатории нейрофизиологии обучения (заведующий - кандидат биологических наук В.А.Маркевич) Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (директор -академик П.В.Симонов).

Научные руководители: доктор биологических наук В.Л .Эзрохи

кандидат биологических наук И.Г.Силькис

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук Э.А.Костандов

кандидат биологических наук А.Н.Чепкова

Ведущая организация: кафедра высшей нервной деятельности

биологического факультета МГУ

Защита состоится........^.ч.........на заседании специализированного ученого совета при Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН по адресу: 117865, Москва, ул.Бутлерова, 5а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

Автореферат разослан «/О " 1997 г.

Ученый секретарь Специализиролванного совета: доктор биологических наук (/Ж/^М^ОУ^.Коштоянц

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение механизмов памяти и обучения на разных уровнях структурно-функциональной организации мозга является одним из основных направлений нейрофизиологии. Значительное внимание уделяется нейронным механизмам формирования ассоциативной связи, обеспечивающей конвергенцию сигналов разной модальности, что лежит в основе обучения. Современные данные показывают, что существенное значение в формировании ассоциативной связи имеют пре - и посташаптические, а также внутринейронные процессы (Вартанян, Пирогов, 1991; Воронин, 1982). Эти процессы лежат в основе синаптической пластичности, проявляющейся в виде длительной потенциации (ДП) и длительной депрессии (ДД) эффективности возбудительной и тормозной передачи. На основе этих форм синаптической пластичности разработаны некоторые модели памяти и обучения. Механизмы индукции ДП и ДД изучались многими исследователями в основном на такой структуре, как гиппокамп (Скребицкий и соавт., 1978; Bliss, Collingrige, 1993; Lisman, 1989; Malenka, 1994). Получены экспериментальные данные, свидетельствующие об участии ДП и ДД в процессах обучения (Donoghue, 1995). Несмотря на возрастающее количество работ, посвященных модификации эффективности синаптической передачи в неокортексе, лишь в считанных работах (Силькис, 1993; Sah et al., 1991) имеются данные, свидетельствующие о возможности модификации эффективности межполушарных корково-корковых связей.

Взаимодействие больших полушарий головного мозга в процессах получения, хранения и извлечения информации (т.е. обучения и памяти) представляет собой один из проблемных аспектов нейрофизиологии. Имеется значительное количество экспериментальных работ, посвященных изучению функциональной асимметрии полушарий при обучении, которые основаны на анализе

поведения животных (Мосидзе, Эзрохи, 1986; Doty et al., 1994; Hamilton, 1977; Hatta, 1974) или на анализе транскаллозальных ответов (вызванных потенциалов) (Бианки, 1989; Сторожук, 1974; Чуппина, 1969; Asanuma, Okuda, 1962; Naito et al., 1970). Дополнительные сведения о межполушарном взаимодействии и функциональной асимметрии могут быть получены на другом структурном уровне. На наш взгляд представляется целесообразным экспериментальное исследование взаимозависимой активности отдельных нейронов, расположенных в симметричных областях противоположных полушарий.

Морфологические данные о тангенциальном и радиальном ветвлении аксонов каллозальных нейронов (Giffin et al., 1991; Hughes, Peters, 1992; Innocenti et al., 1995) позволяют предположить, что активация небольшой группы каллозальных клеток в одном из полушарий может привести к изменениям эффективности возбудительных и тормозных синаптических связей в большой группе клеток, расположенных не только в том же, но и в контралатеральном полушарии. В результате этого изменится паттерн первоначально существующих связей между всеми элементами нейронной сети,включающей каллозальные нейроны, аналогично тому, как это было показано для сетей кора-таламус-кора (Силькис, 1994).

Значительный интерес в связи с индукцией ДП и ДД представляют собой исследования, свидетельствующие о синхронизированной работе групп нейронов и о наличии синхронных осцилляции в импульсации нейронов, расположенных как в одном полушарии, так и в разных полушариях (Engel et al., 1991). При синхронном срабатывании нейронов выполняется правило Хебба (совпадение во времени активности пре- и постсинаптической клетки), что должно способствовать модификации эффективности синаптической передачи.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основной целью данной работы явилось исследование функциональной организации нейронных сетей, включающих каллозальные клетки, расположенные в симметричных участках обоих полушарий, и выявление длительных постгетанических изменений фоновой индивидуальной и взаимозависимой активности этих клеток в результате ритмической михростимуляции одного полушария. Для достижения данной цели был поставлен ряд конкретных задач:

1. Исследовать особенности функциональной организации возбудительных и тормозных связей в нейронных сетях,включающих каллозальные клетки обоих полушарий.

2. Изучить посттетанические изменения фоновой активности калло-зальных нейронов.

3. Исследовать особенности ДП и ДД возбудительной и тормозной передачи в нейронных сетях, включающих каллозальные клетки обоих полушарий.

4. Сравнить посттетанические изменения индивидуальной и взаимозависимой активности клеток в стимулируемом и нестимулируемом полушарии.

5. Изучить характер синхронизированной активности клеток в межполушарных и ипсилатеральных взаимодействиях и его посттетанические изменения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые в экспериментах in vivo с использованием мультинейронной регистрации и кросскорреляционного анализа выявлены модифицируемые реципрокные транскаллозальные моносинаптические возбудительные и дисинаптические тормозные

связи; исследованы функциональная организация и пластические перестройки в нейронных сетях, реконструированных по выявленным синаптическим взаимодействиям. Установлено, что высокочастотная микростимуляция (МКС) небольшой группы клеток в одном полушарии приводит к длительным изменениям (ДП и ДД) эффективности синаптических связей как между каллозальными клетками из разных полушарий, так и между соседними нейронами.

Впервые выявлена положительная корреляция между изменениями эффективности транскаллозальных возбудительных связей и степенью синхронизации активности каллозальных клеток. На основании этой корреляции предположено, что роль синхронизирующего "общего" источника может играть кортикальный нейрон (группа нейронов) при условии, что между ним и синхронно срабатывающими клетками имеются реципрокные возбудительные связи. Впервые во взаимозависимой активности нейронов, расположенных в симметричных локусах правого и левого полушарий моторной коры крыс, выявлены фоновые гамма-осцилляции с частотой 40-200 Гц, развивающиеся в фазе и в противофазе. Обнаружено, что параметры одновременно выявляемых фоновых осцилляцмй во взаимозависимой активности каллозальных клеток и соседних клеток, а также в индивидуальной активности нейронов, могут быть различными. На основании сопоставления экспериментальных данных с известными результатами моделирования сделано заключение о функциональной неоднородности исследованных кортикальных нейронных сетей. Впервые выявлены высокоэффективные полисинаптические транскаллозальные связи с латентными периодами, кратными периодам гамма-осцилляций. Выдвинуто предположение о том, что в основе появления этих связей могут лежать гамма-осцилляции, способствующие увеличению эффективности синаптической передачи в

полисинаптическом пути. Выявлены различия пластических перестроек в стимулируемом и нестимулируемом полушарии.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Теоретическое значение работы состоит в описании характера организации и пластических перестроек межнейронных взаимодействий в нейронных сетях, содержащих каллозальные клетки обоих полушарий; в доказательстве того, что активация небольшой группы нейронов в одном полушарии приводит к изменению эффективности межнейронных взаимодействий между полушариями и в противоположном полушарии; в обнаружении различий в характере пластических перестроек межнейронных взаимодействий в стимулируемом и нестимулируемом полушариях; в обнаружении фоновых гамма-осцилляции, синхронизирующих импульсацию удаленных нейронов.

Полученные результаты могут способствовать пониманию нейронных механизмов одновременной обработки и обмена информации, поступающей в каждое из полушарий; могут быть использованы при дальнейшем изучении механизмов, лежащих в основе межполушарных взаимодействий и синаптической пластичности; могут способствовать более глубокому пониманию процессов, лежащих в основе межполушарной функциональной асимметрии и процессов запоминания и обучения; могут применяться при разработке моделей памяти и обучения, основанных на нейронных сетях с синаптической пластичностью; могут быть использованы при чтении лекций по курсам нейрофизиологии в высших учебных заведениях.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы доложены на 1 -ом Международном Симпозиуме "Электрическая активность мозга: математические модели и аналитические методы" (Пуицино, 1997), XXXIII Международном Конгрессе физиологических наук (Санкт-Петербург, 1997), отчетной конференции лаборатории нейрофизиологии обучения ИВНД и НФ РАН (Москва, 1997), а также апробированы на межлабораторной конференции ИВНД и НФ РАН (Москва, 1997). По теме диссертации опубликовано 6 работ. Список приводится в конце автореферата.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация содержит следующие основные разделы: введение, обзор литературных данных, 6 глав результатов собственных исследований и их обсуждения, выводы и библиографический указатель, включающий работы на русском (86) и иностранных (168) языках. Диссертация изложена на .... страницах машинописного текста и содержит 5 таблиц и 38 рисунков.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Острые опыты проведены на 50 половозрелых самцах нелинейных крыс массой 150-200 г. По окончании эксперимента крысам вводили летальную дозу наркоза. Для наркотизации животных использовали комбинированный барбитуратно- кетаминовый общий наркоз, который равномерно добавляли в течение всего эксперимента через внутривенный катетер. Концентрации кетамина ("Калипсол") и нембутала составляли 50 мг/мл (из расчета 50 мг/кг) и 65 мг/мл (из расчета 20 мг /кг в/б однократно) соответственно.

В два симметричных локуса правого и левого полушарий, соответствующих проекцям представительств передних лап в моторной

коре, стереотаксически с помощью микроманипуляторов погружали графитовые микроэлектроды в стеклянной изоляции. Во избежание подсыхания и пульсаций коры трепанационные отверстия заливали агар-агаром. Регистрацию активности нейронов III-V слоев моторной коры осуществляли в течение 1.5-2 часов. Затем проводили тетанизирующую МКС одного из локусов коры через микроэлектрод, использовавшийся до этого в качестве регистрирующего. МКС представляла собой пачки из 10 импульсов тока частотой 200 Гц, предъявлявшиеся с частотой 2 Гц в течение двух часов. Амплитуда импульсов тока составляла 16 мкА, длительность - 0.2 мс. После предъявления МКС опять регистрировали мультинейронную активность обоими электродами в течение 1.5-2 часов. В серии контрольных экспериментов (20 животных) проводили регистрацию мультинейронной активности без МКС в течение 6- 8 часов. Запись активности осуществляли через каждые 15 мин с эпохой накопления 5 мин.

Импульсные ряды отдельных нейронов выделяли из мультинейронной активности по форме потенциалов действия (ПД) с помощью специальной компьютерной программы. Обычно из каждой мультинейронной записи выделяли импульсные ряды трех - пяти соседних клеток. Взаимозависимую активность нейронов и характер активности отдельных нейронов выявляли с помощью кросс- и автокорреляционных гистограмм (ККГ и АКГ) по общепринятой методике (Жадин и соавт., 1986; Павлова, 1990; Силькис, 1982; Aertsen, 1989; Eggermont, 1993; Gerstein, Perkel, 1969, 1972). Эпоха анализа составляла 50, 100 и 500 мс. Определяли также среднюю частоту имульсации пре- и постсинаптического нейронов. Анализ мультинейронной активности и построение АКГ и ККГ проводили при помощи PC АТ 386.

Для выявления моносинаптических связей использовались электрофизиологические критерии, описанные в работах Эзрохи (1980) и Берри (Berry, Pentreas, 1976): тестирование высокочастотными парными стимулами, оценка стабильности латентных периодов (ЛП) и метод встречных импульсов (для отделения ортодромных ответов от антидромных). Поскольку при мультинейронной регистрации затруднено применение этих методов для выявления моносинаптических связей между многими клетками одновременно, указанные тесты использовали только для части клеток. В остальных случаях к моносинаптическим относили те транскаллозальные связи, для которых ЛП пиков на ККГ не превышали 6 мс. Эта величина была выбрана потому, что на ККГ нами наблюдались вторые пики с ЛП, равным 7-8 мс.

На основании анализа ККГ, рассчитанных для всех возможных комбинаций пар нейронов ансамбля, реконструировали схемы организации взаимодействий между нейронами. Для 14 нейронных ансамблей сопоставили схемы организации взаимодействий до и после МКС.

Полученные данные обрабатывали с помощью общепринятых методов математической статистики. Все заключения делались с использованием уровня значимости р<0.05. Для сопоставления центральных показателей распределений в любых двух независимых выборках были использованы t-критерий Стьюдента (для сравнения средних) и U-критерий Вилкоксона-Манна-Уитни (в случае сильно или крайне асимметричных выборочных распределений). Сравнениеэмпирических (выборочных) распределений с нормальными (для определения применимости критерия Стьюдента и/или дисперсионного анализа) производили при помощи одновыборочного критерия Колмогорова-Смирнова, а сопоставление независимых

каллозальные нейроны. Судя по изменениям характера импульсации, посттетаническое воздействие на нейроны ансамбля было различно: на одних преобладало воздействие возбудительных входов, на других -тормозных. Потенциированное тормозное воздействие могло быть сильным настолько, что приводило к исчезновению фоновой импульсации ранее активных клеток. Следует отметить, однако, что усиление тормозного действия не обязательно сопровождалось уменьшением частоты срабатывания постсинаптической клетки. Показано, что могло потенциироваться как тормозное,, так ивозбудительное воздействие на один и тот же нейрон со стороны разных пресинаптических клеток из контралатерального полушария.

Обращает на себя внимание тот факт, что характер модификации транскаллозальных и ипсилатеральных тормозных взаимодействий был различным. Так, количество выявленных ипсилатеральных тормозных взаимодействий практически не изменилось, а транскаллозальных - увеличилось. Значительное увеличение числа транскаллозальных тормозных взаимодействий обнаружено среди клеток, ставших фоновоактивными после МКС.

4. ОСОБЕННОСТИ, ВОЗМОЖНЫЙ МЕХАНИЗМ И ПОСТТЕТАНИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ МЕЖПОЛУШАРНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

Одним из механизмов, способствующих одновременной обработке информации нейронами, расположенными в различных областях коры, является синхронизация их активности, при которой клетки срабатывают практически без временной задержки. Синхронизированная активность каллозальных нейронов проявляется на ККГ в виде пиков различной ширины, симметричных относительно начала координат.

Из полученных результатов следует, что наличие одних только реципрокных возбудительных связей между двумя клетками не является достаточным условием для синхронизации их активности. По-видимому, необходимым условием длясинхронизированной импульсации клеток является именно наличие "общего" возбудительного входа, роль которого может играть "общий" кортикальный нейрон, реципрокно связанный с каждой из исследованных клеток. То, что симметричный пик мог наблюдаться одновременно с коропсолатентными моносинаптическими реципрокными связями, свидетельствует о возможном участии в синхронизации реверберирующих нейронных цепей.

О силе синхронизации судили по амплитуде и ширине пиков на ККГ. Среди пиков выделены "узкие" (менее 20 мс) и "средние" (30-80 мс). После МКС наблюдались длительные изменения синхронизации активности пар нейронов, проявлявшиеся в виде изменения амплитуды и ширины пиков, а также в смещении вершины пиков. Изменения сохранялись десятки минут. В группе первоначально фоновоактивных клеток имело место преимущественно ослабление синхронизации; оно наблюдалось в 56% транскаллозальных взаимодействий (N=250) и в 76% ипсилатеральных взаимодействий (N=218). В группе клеток, ставших фоновоактивными после МКС, число синхронно срабатывающих пар нейронов было значительным и составило (42% и 61% соответственно). В межполушарных взаимодействиях наблюдалось появление "сверхузких" (шириной менее 6 мс) пиков, свидетельствующих о сильной синхронизации. Выявлена корреляция между характером модификации "узких" и "средних" пиков и изменениями эффективности моно- и полисинаптических связей, также вызванных МКС. Этот результат может свидетельствовать в пользу

участия возбудительных связей в синхронизации нейронной активности.

Обнаружены некоторые различия в характере изменений синхронизации в стимулируемом и нестимулируемом полушарии. В результате тетанизации в группе первоначально фоновоактивных нейронов имело место преимущественно ослабление синхронизации, тогда как в группе клеток, ставших фоновоактивными, число синхронно срабатывающих нейронов было значительным. Возможно, наблюдавшееся ослабление синхронизации позволяет нейронной сети избежать глобальной синхронизации, препятствующей запоминанию информации.

5. ОСОБЕННОСТИ ФОНОВЫХ ОСЦИЛЛИРУЮЩИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СЕТЯХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ КАЛЛОЗАЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ, И ПОСТТЕТАНИЧЕСКАЯ

МОДИФИКАЦИЯ ОСЦИЛЛЯЦИЙ

Нами впервые обнаружены спонтанные гамма-осцилляции в нейронных сетях, включающих каллозальные клетки. Судя по известным результатам моделирования, выявленное эффективное реципрокное транскаллозальное торможение, по-видимому, способствовало возникновению осцилляций в исследованных нейронных ансамблях. Межполушарные осцилляции наблюдались в 1.5 раза чаще, чем ипсилатеральные. Это позволяет предположить, что транскаллозальное торможение является более эффективным, чем торможение между соседними клетками. В исследованных сетях число нейронов вовлеченных в синхронизированные осцилляции, составило в среднем 60 +/- 20%.

В зависимости от наличия на ККГ пика или провала в начале координат, осцилляции были разделены соответственно на два типа:

развивающиеся в фазе (ОФ) или в противофазе (ОПФ). В то время как ОФ наблюдались практически одинаково часто в правом и левом полушариях, ОПФ выявлялись преимущественно в правом полушарии. Сопоставление ККГ, рассчитанных для одного пресинаптического нейрона и нескольких постсинаптических, показало, что гамма-осцилляции могли возникать в фазе для одних нейронных пар и одновременно в противофазе - для других.

Периоды осцилляций варьировали в пределах 5-200 мс, что соответствует частотам тета-, альфа-, бета- и гамма-диапазонов. В распределении периодов гамма-осципляций выделялись три моды, соответствующие частотам 40-60 Гц (42%), 70-100 Гц (23%) и 100-200 Гц (23%>). Выявленные частоты соответствуют высокочастотным составляющим ЭЭГ (52- 64 гц и 84 гц) (Думенко, 1996). Значительно более редко (1.5% случаев) наблюдались осцилляции с частотой 38-33 Гц. Альфа-осцилляции с периодом в 70-120 мс (9-14 Гц) и тета-осцилляции с периодом 140-200 мс (5-7 Гц) наблюдались, соответственно, в 7,5% и 4% случаев. В 7% нейронных пар наблюдались осцилляции, в которых два или три ритма накладывались один на другой, причем два ритма могли быть высокочастотными. Оценка по критерию Стьюдента показала, что различие распределений периодов осцилляций в правом и левом полушариях является значимым. В большей части ККГ (80% случаев) периоды осцилляций в левой и правой частях гистограммы были одинаковыми, но в 9% нейронных пар они отличались. Кроме того, в 4% случаев осцилляции наблюдались только в одной части гистограммы. Могли отличаться также периоды осцилляций в ККГ и АКГ нейронов данной пары. Предположено, что в основе этих различий может лежать функциональная неоднородность локальных кортикальных нейронных сетей и наличие в них тормозных нейронов различных типов.

После МКС три моды в распределении периодов гамма-осцилляций сохранились, но имело место относительное увеличение числа осцилляции в той части гамма-диапазона (40 -60 Гц), которая преобладала до тетанизации. Эффект был значимым для группы клеток, фоновоактивных до тетанизации. В группе "появившихся" нейронов распределение периодов осцилляции оказалось таким же как и у нейронов, фоново-активных до МКС. Модификация осцилляций могла проявляться не только в изменении периода, но также в изменении выраженности, типа и появлении или исчезновении асимметрии. Не обнаружено корреляции между изменением периода и степени выраженности осцилляций во взаимозависимой активности пары нейронов и изменениями параметров осцилляций в импульсации каждой из клеток.

Функциональное значение осцилляций состоит, по-видимому, в том, что во время осцилляций в нейронном ансамбле синхронно срабатывает большое число клеток и вследствие выполнения правила Хебба создаются благоприятные условия для модификации синаптической передачи. Кроме того, повторяющиеся высокочастотные синхронизированные разряды нейронов, располагающихся в разных полушариях, могут способствовать усилению транскаллозальных взаимодействий.

6. ИЗБИРАТЕЛЬНОЕ УСИЛЕНИЕ ПОЛИСИНАПТИЧЕСКИХ МЕЖПОЛУШАРНЫХ СВЯЗЕЙ С ЛАТЕНТНОСТЯМИ, КРАТНЫМИ ПЕРИОДАМ ГАММА-ОСЦИЛЛЯЦИЙ

Нами были выделены ККГ, на которых имелись чрезвычайно узкие удаленные пики (УП), свидетельствующие о наличии полисинаптических связей. В межполушарных взаимодействиях УП наблюдались в 2 раза чаще, чем в ипсилатеральных.

Распределение латентных периодов УП было сходно с распределением периодов гамма-осцилляций, либо латентные периоды были кратны периодам осцилляций. Предположено, что в основе появления высокоэффективных полисинаптических

транскаллозальных связей могут лежать гамма-осцилляции, возникающие в межполушарных взаимодействиях. В пользу этого предположения может свидетельствовать, в частности, тот факт, что межполушарные осцилляции наблюдались в 1,5 раза чаще ипсилатеральных. Кроме того, в большей части случаев длиннолатентные полисинаптические связи можно было отнести к "реципрокным", причем ЛП одновременно возникающих в разных полушариях полисинаптических разрядов были сходными. Среди ККГ, в которых выявлялись осцилляции, также преобладали симметричные. Полученные данные можно рассматривать как косвенное свидетельство существования нейронных цепочек, состоящих из синхронно срабатывающих клеток, функциональная роль которых состоит в высокоэффективной передаче сигнала не только в пределах одного полушария, но и в противоположное полушарие.

ВЫВОДЫ

1. В нейронных сетях, включающих каллозальные клетки моторной коры наркотизированных крыс, в результате высокочастотой микростимуляции (МКС) одного из полушарий возникают длительные изменения фоновой активности нейронов обоих полушарий и развивается ДП и/или ДД эффективности

возбудительных и тормозных транскаллозальных и

ипсилатеральных межнейронных взаимодействий. Вследствие этого модифицируется паттерн первоначально существующих

возбудительных и тормозных связей между многими элементами сети.

2. В результате МКС увеличивается количество фоновоактивных каллозальных нейронов, а также имеется тенденция к увеличению числа реципрокных и односторонних возбудительных и тормозных транскаллозальных связей, при этом число ипсилатеральных связей уменьшается. Выявлена значительная дивергенция и конвергенция функционирующих транскаллозальных и ипсилатеральных односторонних и реципрокных возбудительных взаимодействий, что может способствовать длительной циркуляции импульсов во время МКС, суммации сигналов и созданию необходимых условий для модификации синаптической передачи.

3. ДП и ДД могут одновременно индуцироваться в синапсах, образованных аксонами разных пресинаптических клеток на каллозальном нейроне, а также в синапсах, образованных каллозальным нейроном на разных постсинаптических клетках, что может свидетельствовать об участии пре- и постсинаптических механизмов в модификации синаптической передачи.

4. Выявлена синхронизация фоновой активности нейронов, расположенных в разных полушариях, а также активности соседних клеток. На основании выявленной функциональной организации межнейронных взаимодействий предположено, что синхронизации активности пары нейронов может способствовать наличие "общего" возбудительного входа, роль которого играет "общий" кортикальный нейрон, реципрокно связанный с каждым из нейронов пары.

5. В результате МКС наблюдалось одновременное усиление и ослабление синхронизации в различных группах нейронов в одной и той же нейронной сети. Ослабление синхронизации, по-

видимому, позволяет нейронной сети избежать глобальной синхронизации, препятствующей запоминанию информации.

6. В фоновой взаимозависимой активности каллозальных и соседних клеток выявлены осцилляции преимущественно в гамма-диапазоне частот (40-200 Гц), развивающиеся как "в фазе", так и в "противофазе". В распределении периодов гамма-осцилляций имелись три моды, сохранившиеся после МКС, хотя в каждом ансамбле изменялось число нейронов, вовлеченных в осцилляции определенной частоты. В группе нейронов, ставших фоновоактивными после МКС, распределение периодов осцилляций значимо не отличалось от претеганического распределения периодов осцилляций в популяции первоначально активных клеток. Полученные результаты могут свидетельствовать о стабильности механизмов, лежащих в основе гамма-осцилляций.

7. Имеются различия в функциональной организации, а также характере посттетанических изменений транскаллозальных и ипсилатеральных межнейронных взаимодействий в стимулируемом и несгимулируемом полушариях, что, по-видимому, свидетельствует о функциональной асимметрии, возникающей при поступлении афферентного сигнала в одно из полушарий.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Посттетанические изменения фоновой активности нейронов в обоих полушариях. Журн. высш. нервн. деят., 1996, т.46, вып.6, с.1115-1118.

2. Особенности фоновых гамма-осцилляций в нейронных сетях, включающих каллозальные клетки. Журн. высш. нервн. деят., 1997, т.47, вып.4, с.771-775. (Совместно с Силькис И.Г.)

3. Фоновые гамма-осцилляции в нейронных сетях с межполушарны-ми связями // Журн. высш. нерв, деят., 1997, т.47, N 5, с.839-857. (Совместно с Силькис И.Г.)

4. Фазовые сдвиги гамма-осцилляций и рещшрокное торможение в межполушарных взаимодействиях. ДАН России, 1998, N 3.

В печати. (Совместно с Силькис И.Г.)

5. Посттетанические изменения фоновых гамма-осцилляций в межполушарных взаимодействиях И Журн. высш. нервн. деят., 1998. В печати. (Совместно с Силькис И.Г.)

6. Длительная потенциация и длительная депрессия транскаллозаль-ных моносинаптических возбудительных связей. Материалы XI международной конференции по нейрокибернетике "Проблемы нейрокибернегики", Ростов-на-Дону, 1995, с.51-52. (Совместно с Силькис И.Г.)

7. Functional organization and long-term modifications of exitatory and inhibitory callosal connections. Proceedings of The First International Sympozium "Electrical Activity of The Brain: Matematical Models & Analitical Methods", Puschino, 1997, p.66.

8. Long-term modifications of neural interactions in the networks containing callosal cells. Abstracts of XXXIII International Congress of Physiological Sciences (IUPS), 1997, P075.52. (Совместно с Силькис И.Г.)