Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние синего пятна ствола головного мозга на активность таламо-кортикальной системы

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние синего пятна ствола головного мозга на активность таламо-кортикальной системы"

АКШШ НАУК ГРУЗИИ ИНСТИТУТ ШЗИСШОГИИ им.И.С.БЕРИТАЫВИЛИ

На правах рукописи

ШАНИШБИЛИ Ирана Гшшевна

ВЛИЯНИЕ СИНЕГО ПЯТНА СТВОЛА ГОЛОВНОГО ШЗГА НА АКТИВНОСТЬ ТАЛАМО-КОРТИКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ _

03.00.13 - Физиология человека в животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологическах наук

Тбилиси - 1991

Работа выполнена в Институте физиологии ам.И.С.Бериташвили АН Грузия

Научные руководители:

доктор биологических наук, член-корреспондент АН Грузии, профессор С.П.НАРИКАШВШШ

кандидат биологических наук 3 .И .НАНОБАДШИЛИ

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

А .Г. КОРЕШ

кандидат биологических наук И.Н.КИКШДЗЕ

Ведущая организация - ШИЛ Тбилисского Института усовершенствования врачей

Зашита диссертации состоится "2$ " МЮН& 19Э1 г. в час на ааседании Специализированного совета Д 007.09,01 при Институте физиологии им.И.С.Бериташвили АН Грузии (380060, Тбилиси, улХотуа, 14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 7 Ч " ОЛ&. 1991 г.

УченыЯ секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

Н.Г.БУША

СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее десятилетие появилось большое количество исследований, в которых анализируются различные стороны морфологии и функции основного внутришзгового норадренергического образования "loaoa ooeruieuj" (синее пятно). Столь пристальное внимание исследователей обусловлено превде всего его многочисленными аффврентро-эфферентными морфологическими связями со многими образованиями ЩС и нейрохимической спецификой данного ядра (Dahiatrom st al., 1964; Un^eratedt, I97I;01con ot al., 1971; Lindvall et al., 1974; Segal ot al., 1974; Vickol о6 al., 1974; Conrad ot al., 1974; Hokfolt et al., 1974; S.vaneon ot al., 1975{ Heath et al., 1976; Sakal et al., 1976,1977; Stclndler, 1981; ffrltachy ot al., 1987, я ДР.).

В настоял вв время не вызывает сомнения, что синее пятно (СП) принимает непосредственное участие в контроле кортикальной активноо-ТИ ( Jone3 et al. J973; Lidbrink, 1974; Macadar et al., 1974) И регуляции цикла бодрствование-сон (Jouvot, 1972). Кроме этого совершенно очевидно, что во время стрёсоовцх ситуаций СП является основным источником энергии, обеспечивавдим мобилизацию всех сил организма (Korf, 1976). Отдельные физиологические работы указывают о причастности СП к обучении (Grow, 1973;Grovi, vjondiandt, 1975), а также дают основание предполагать, что самостимуляция является результатом активации центрального норадренергического механизма ( Cro.v, Jirbuthnott, 1972; Crow at; al., 1972). Имеются данные, указывающие на роль СП в контроле двигательной активности (Greufeid ot al., IS53; ПопаМзоп et al., 1976; Stranlendorf ot al., 1980; Tankov, 1985; Chan ct al., 1986). Эксперименты, проведенные на животных с прямой алоктраческой стимуляцией СП и ионофоретичаским применением иорадрвнашна (НА), свидетельствуют о неоднородном характере влияния данного образования на проведение импульсов в разных сенсорных тала/.ю-кортикадьных системах (Ilakal, iakaori, 1974; Footе ot al., I975;Phllll3, Koa-topouiua, 1977; Иоселиани и др., 1978; lakaorl et al., 1978; Киквад-зе, I960; Rosawski, A^hadanian, 1980,1982; Микава, 1986, и др.). Однако эти исследования не дают окончательного ответа о характера влияния СП на таламо-кортикальную активность и пути реализации такого эффекта.

■ В настоядее время не вызывает сомнения факт о том, что ретикулярное ядро таламуса (РЯГ) модулирует проводимость импульсов как а восходяаем, так и нисходящем направлениях (Нанобашвилв, 1990). Пока-

зано, что раздражение РЯТ оказывает тормоз/шее влияние на активность нейронов тал амо-кортикальных систем (i'in-iin^, skinner, 1976; Волошин, Прокопенко, 1977; Наробашвили, Нарикашвили, 1981), а повреждение РЯГ, наоборот, устраняет ТПСП в передаточных нейронах таламуса (Sunitomo ot al., 1988). С другой стороны4очевидно и то, что СП оказывает тормозящее действие на вызванную активность нейронов РЯГ (Нарикашвили и др., 1985; Нанобашвили, Нарикашвили, 1985). Отсюда следует, что характер влияния СП на активность вышележащих структур головного юз га во многом должен определяться его взаимоотношением с РЯГ. Поэтому, исследование взаимовлияния и механизмов взаимосвязей этих двух образований головного мозга, которые практически не изучены, актуально с точки зрения функшонирования таламо-кортикаль-ной активности.

Кроме того, выявленные тесные морфологический связи между СП и ЯДвр шва (L°i;cr, boscarrics, 1978¡Pujol, 1978;l.!c-R:ie-Iicr;uGurco ot al., 1982; Uc-Rac-De-ucurco et al., 1985), а также биохи;.мческяе дш ные свидетельствуют о наличия тор.'.юзного контроля серотонанергячес-ких нейронов ДЯШ на норадрвнергачоскае нейроны СП и наоборот (tovis 1976; Do^uource ot al., I§79;Do2ueurc5, I98Ii .'.ic-Rae-E'\ X'.eurcc et nl.i 1985, и др.). Предполагается, что функция восходящей норадрене] гичаской системы, берущей начало от нейронов СП, зависит от взаимодействия последних с серотонинергическими нейронами ядер шва (Цс-Hao-Decuoorce ot al., 1985), хотя механизмы этих взамюотношеня. остаются до сих пор невыясненныт.

Следовательно, систематическое и последовательное изучение роли СП в таламо-кортикальных взаимоотношениях с учетом изучения взаи мовлиянля СП и РЯГ, а также СП и ДЯШ актуально не только для вскрытия интимных механизмов нормальной деятельности разных таламо-корти кальных систем и выявления отклонения в их деятельности, но и для обозрения целостной деятельности головного шг"а.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явля лось изучение интимных механизмов влияния СП на проведение а$срерент них иупульсов в разных таламо-кортикальных системах.

Для резения этой цаля была поставлены елвдудаие конкретные задача:

- изучение а-ляная раздражения СП на вызванную активность. спе-и'.;ичгских ядер тала^са и соответсзэуксах проокшонных областей невей коры;

- изучение влияния раздражения СП на вызванные поте.чгяалы ас-

социативной области наокортекса;

- изучение эффектов стимуляции СП на активность таламо-корти-кальной системы при разных функциональных состояниях ЩС;

- изучение функционального выключения РЯТ на характер ^аияния

СП;

- изучение влияния СП на активность нейронов передней части

РЯТ;

- изучение характора изменений функционирования головного мозга под влишиеа активирования СП и ДЯШ.

Наушая новизна результатов исследований. Полученные наш экспериментальные данные дополняют и уточняют современные представления о характере действия СП на тачамо-кортикальнуи систему и о механизмах взаимоотношений между СП и РЯТ и СП и ДЯШ.

Наш впервые было показано, что под влиянием'стимуляции СП наблюдается облегчение вызванных потенциаюв не талью первичной зрительной коры, но и ассоциативной области неокортекса. Показано, что при предварительном раздражении СП облегчение вызванных вспышкой света потенциалов более выражено в НКТ, чем в неокортексе.

Получены новые данные, свидетельствующие, что раздражение СП оказывает облегчающее влияние на вызванные ответы первичной слуховой коры.

Наш впервые получены данные,свидетельствующие о подавлении амплитуды вызванных ответов первичной ссматосенсорног. коры при стимуляции СП. Показано, что стимуляция СП оказывает тормозялео влияние на спонтанные и вызванные сонные веретена, которые исчезали мгновенно, но восстанавливались постепенно в течение длительного времени после выключения раздражения СП.

Получены новые данные, указывающие, что характер !.ля раздражения СП на вызванные потенциалы соматосенсоркой кор^, ¿> отличие от эффекта мезэнцефалической ретикулярной формации (ЫРв),меняется при фармакологическом изменении количества катехоламш.ов в мозгу.

Исследования, проведенные по изучении взаимодействия между СП и ДЯШ, дополнили современные представления о рошпротом взаимоотношении между ними. На основании проведенных опытов было высказано предположение о том, что именно реципрокностью обусловлено взаимосогласованное функционирование этих систем, проявляющееся в модулирующем влиянии на активность таламо-кортикальных взаимоотношений. Показано, что на фоне стимуляции ДЯШ повшаются пороги как ЭЭГ, так ж поведенческого пробуждения животного в отношении стимуляции СП. При

одновременной регистрации активности нейронов первичной зрительной хоры и НКТ показано, что СП а ДЯШ оказывают противоположные эффекты на спонтанную л вызванную активность нейронов данных областей головного мозга.

Исходя из того факта, что РЯГ оказывает тормозное влияние на активность нейронов передаточных ядер таламуса ( Sumitomo et al., 1976; Yin(jlinG, Skinner, 1976; Волошин, Прокопенко, 1977} Нанобашви-ли, Нарикалгвили, 1981), мэжно предположить, что облегчающий эффект СП на вызванные потенциалы зрительной коры и НКТ частично реализуется через РЯГ, так как наш впервые получены данные о том, что после функционального выключения РЯ1, облегчающее действие стимуляции СП на вызванные ответы зрительной коры усиливается.

Вместе с тем, было показано облегчающее влияние стимуляции СП на активность большинства нейронов передней части РЯГ.

Основные положения, выносимые на защиту;

1. Стимуляция СП оказывает, неоднородное влияние на разные сенсорные талаш-кортлкальные системы: облегчает вызванные потенциалы первичной зрительной коры л НКТ, облегчает вызванные ответы первично слуховой и ассоциативной областей неокортекса, шдавляет вшванные ответы первичной соматосенсорной коры.

2. Подавляющее действие стимуляции СП на вызванные ответы соматосенсорной коры меняется облегчением, при фармакологическом изменении количества катехоламинов в мэзгу. ?

3. Стимуляция СП при определенных функдаональных состояниях головного мозга (медленный сон) вызывает как ЭОГ, так и поведенческое пробуждение животных. Предшествующая стимуляция ДЯЫ повышает порог ЭЗГ и поведенческого пробуждения в отношении стимулящи СП.

4. Анализируется роль РЯГ в реализации эффектов воздействия СП на талаш-кортикальную систему*

Стимуляция СП облегчает активность большинства нейронов передней частя РЯД, а Функциональное выключение задне-дорсальной части РЯГ усиливает облегчающий эффект стимуляции СП на вызванные ответы зрительной коры.

5. СП и ДШ оказывают противоположные эффекты на нейронную активность первичной зрительной коры и НКТ.

6. Взаимосогласованная деятельность СП и ДЯШ обеспечивается ре-хдшрокньза взаимоотношениями между этими образованиями ствола головного шага.

Теоретическое и практическое значение работы. Работа относится к числу фундаментальных исследований. Результаты исследования могут быть включены в спецлачьные лекционные курсы по нейрофизиология в ВУЗах .\:едико-блслогического профиля. Полученные элоктро1лз:;',дотчески о данныо о механизмах влияния СП на некоторые корковые и подкорковые области головного тэга, углубляют и расширяют нала представления не только о механизмах влияния СП на активность разных таламо-кортика.1ьных систем, но и даит основания найти новые пути для выяснения механизмов интегративной деятельности iiiC.

Полученные данные представляют интерес для клинической медицины в аспекте участия норадренергических и серотонинергичоских зон мозговых структур и нейро-гуморального звена в формировании функционального состояния JjiC, а также могут быть использованы в неврологических, ' н в Г.р о хирурги ч е с ки х и нейрозндокринологических клийиках в комплексе диагностики и лечения повреждений и заболевши" Ц!С, в частности, в патологиях, связанных с нарушениями корково-подкорковых структур.

Апробация. Результаты исследования быои долоулнц на: 1У конференции молодых физиологов Закавказья (Тбилиси, 1933); Всесоюзной конференции, посвяденной 100-летии со дня рождения акад.Л.С.Берптастили "Современнее проблемы физиологии нервной и мыяечной систем" (Тбилиси, 1965); 1У Всесоюзной конференции, посвяненной 85-летии со дня рождения чден-корреспондонта Mi GJJP Х.С.Ковтоянца "Сизлология и биохимия медиаторных процоссов" (i/.осква, 1985); У—ой конферекип .-.плодых физиологов Закавказья (Баку, 1936); Всесоюзной конференции, посвященной !30-чдетн.-э Института физиологии им.И.С.Бериталвлли Ai; ГСС? "Современные проблемы нейробиологил" (Тб1ииси, IS86); Рас-ирошшм заседание ученого совета Института физиологии им.П.С.Бериталвлли .Ji 1С с? (Тбилиси, 1990).

Публикации. Основные положения диссертации опуСллкоышц в 10 работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения обзора литературы, описания методик исследований, их результатов и обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на lAi стр..машинописного текста и включает 33L рис. Список цитированной литературы содержит2Э0работ, из них Ц-Ь отечественных я ¿60 иностранных.

жгодт исследований

Опыты проводились в условиях как острого, так и хронического эксперимента на взрослых (весом 200-300 г) белых крысах и кошках (весом 2,5-5 кг) обоего пола.

В острых экспериментах на ненаркотизировэнных етвотных операция производилась под эфирным наркозом. После фиксации животного в стерв' токсический аппарат, кости черепа освобождались от покровных мягких тканей, в соответствующих местах с помочь».зубоврачебного бора просверливалась трепанаиюнные отверстия для введения и фиксации электро доз в разные структуры головного мозга. На кошках вживление констан-тановых биполярных с фабричной изоляцией (диаметр 100-150 мкм, меж-электродкое расстояние 0,3-0,5 ;.:.!) электродов в ПРО, вентро-постеро-латеральное ядро таламуса (ВИЛ), ККТ и внутреннее коленчатое тело (ВКТ) производили по атласу Рвйносо-Суареса ( Reinozo-Suares, 1961), в СП и ДЯИ - по атласу Сентаготая (Szonta^athai, 1953). На белых крысах вживление всех подкорковых электродов произведены по атласу Сифковой и Марсала ( Fifkovn, Uaraaia, 1969). Для суммарного отведения электрической активности неокортекса использовали монопольные, серебряные шариковые электроды. В одной из серий наших опытов на кошках, дополнительно вживляли также инъекционную иглу в НКТ, для внутриструктурного введения микрошприцом фентолаиина-блокатора о< -адренорецепторов. В некоторых опытах для функционального выключения РЯГ (по атласу РеЛчосо-Суареса, 1961) использовали микроинъекцию ацотилхолина (2 мкд).

После введения и фиксации электродов подачу эфира прекращали, животных обездвиживали внутривенным введением d -тубокурарина или диоксония и переводили на искусственное дыхание. Опыты начинали через 1,5-2 ч поме прекращения подачи эфира. Края операционной раны и все болевые точки обрабатывались 2%-ш раствором новокаина.

В одной из серии опытов для изменения функционального состояния головного мозга на крысах использовали уретан (100 мг/кг) и нембутал (З-i раза по 15 мг/кг с интервалом в 10-15 минут), а на кошках -мадыо дозы (2 мг/кг) нембутала. С целью фармакологического уменьшена в мозгу количества катохола'лшов, за 21 часа до начала опытов одной группе крыс вводили резерпин (2,5 мг/кг) внутридаритонеально, а для восстановления уровня НА -Ь-^ора (ю мг/кг).

По окончании опытов производила внутрибршшное введение леталь кой дозы нембутала (100 иг/кг). .После фиксации головного мозга живот

ых в 10;» растворе формалина на фронтальных срезах определяли локали-ешию кончнков раздражающие электродов.

3 некоторых экспериментах активность нейронов КХТ, РЯГ и зритель» ой области коры регистрировали стеклянным» или вольфрамовыми мнсро-лектродала. Стеклянными микр с э л а ктр о дамя служили мнкроплпетка, засиженные 3 и раствором цитрата калия или натрия. Диаметр кокч-лков акроэлектродов не правил ал 1,5 мкм, сопротивление - 15-40 мйм. Вольф-амовые махроэлектроды с диаметром кончиков 4-8 мкм (4-15 мОм) азго-овлялась электролитическим методом и покрывались эмалевым лаком, икроэлектродк в НКТ и РЯТ ориентировалась стереотаксачески (по атла-у РеЕносо-Суареса) проховдением через неокортекс.

Релейные клетки НКТ идентифицировались антадромнш раздражением рительной коры больших полушарий.

В роте опытов с помощью двух микроэлектродов "удавалось однозре-енное, парное отведение активности нефонов НКТ и зрительно Я коры, то давало возможность наблюдать изменения активности дэух нейронов а разных уровнях головного мозга. Производилась также рагастрогая ультинейронной активности нейронов НКТ, РЯГ и зрительной коры с по-ощью одного шкроэлектрода, связанного с регистрирующей аппаратурой ысокой раэрешаэдей способностью. Принцип его работы основан на анали-е состояния триггерного регистра, на котором запоманеатся информа— ия о величине амплитуды входного импульсного сигнала, поступающего осле ее предварительной обработка амплитудными дискриминаторами,

В качестве периферического раздражения использовали стимуляцию :ожи контралатеральной передней лапы и световую вспшку.

На белых крысах проводились также хронические гкспераменты, в кранированной камере для исследования электрической активности мозга ивотных и поведенческой деятельности при разных стадиях бодрствова-ия-сна. Вживление электродов в подкорковыэ структуры (константано-1ыа электроды) и кору головного мозга (серебряные электроды) проазво-зшось в стереотаксвчэском приборе на наркотизированных иембуталом 40 мг/кг) животных,

Усреднекие вызванных ответов (сушадия из 8) и ах регистрация роизводились о помощью анализатора АНШЗ-10. Поотстамульные гистограммы, а также графики строились о помощью персонального компьютера.

результаты кссладаАШ!: и их

0БСГ4ДЫ1Е

I. Модуляция вызванной активности та-.амо-кортикачьной сенсорной системы под влиянием рачдраувния СП. Изучение роли стволовой норад-ренергичоской системы в интегратизных процессах головного ;.язга значительно усложняется разнообразием и непостоянством влияний, оказываемых этой системой на спонтаннко и вызванные реакшш ноокортекса. Показано, что электрическая стидаяшя СП, наряду с угнотахстм, может оказывать облегчалцое или блфазное влияние на спонтанную и вызванную актизность нейронов разных областей коры (ЛазЫп, гайиогх, 1976; 1)<?ХХ1ог сь аХ., 1973; Иоселиани а др., К79; Иоселиани а др., 1979; Но л^Ъа;5иг,1ап, 19Б2), а такжо на суглларныо первичные ответы

(Киквэдзе, 1930; Ыикава. 1986). При локачьном ионтотюрезе ка одни нейроны неокортекса, а также большинство нейронов НКТ активируются ( ;Гокп.-,ол оЬ а!., 1969; ао.;аиз!с1, А^иаЗааХсл, 1980), а другие тормоЗЯТСЯ (.Тиа'иоп о!; аХ., 196Э; 1">11ХиГ еС а!., 1978). ВмОСТв С Тем, обнаружено, что тот ила иной о-ЬЬокт ь'а зависит от частоты разрядов фоновой активности корковых нейронов (Б^лЬаН оь ах., 1977), а также от вида при:.:оняомого в опыте наркоза (Лои^оп с с ах., 1969).

В сорил опытов, в которые изучала влияние раздражения СП на нейронную активность зрительной таламо-кортикапьной систем-; было показано, что раздракеьие СП вызывало облегчение коркового первичного зрительного ответа вызванного раздражением НКТ или вспышкой света. Следует отмотить, что облегчение ответных реакций имело последействие. Нами также показано, что облегчение этих реакций, вызванное раздражением СП; выраяоно более наглядно, чем при раздражении !.'?0.

Подтвердив ранние исследования ( Ялла!., Гакао 1-1,1974; Гакаог! оь Г.Х., 1975,1976), предполагается, что облог чета е действие стимуляции СП на проводимость зрительных импульсов, обусловлено торможением тор./озных интернейронов самого передаточного ядра. Далее, нами показано, что активированием СП облегчаются вызванные ответы йе только первичной зрительной коры, но и ассоциативной области неокортекса -задней части сусраслльалавой извилины.

При одновременной регистрации вызванных потенциалов первичной зрительной коры л НКТ, возникаю« в ответ на всп1^ху света, бьло показано, что при активировании СП в НКТ обнаруживается более сильное оа-.егчонио вызванных потенциаюв, чем в неокортексе.

Ана-лзарук результаты этой сорил ог.ыгоэ, .мзжно полагать, что

СП облегчает передачу зрительных импульсов, путем модулирования активности релейных клоток НКТ. Хотя, возможно облегчение вызванных реакций осуществляется также частично и на уровне неоюртекса. Оказалось, что после введения фенталамина в НКТ, облегчение вызванной активности при раздражении СП наблюдалось только в неокортексе, тогда как в НКТ амплитуда вызванных потенциалов не менялась.

В серил экспериментов, в которой изучалось влияние СП на актив- , носгь слуховой таламо-кортикальной системы, баио показано, что предшествующее раздражение СП вызывало облегчение вызванных потенциалов, возникаэдих в первичной зоне слуховой коры в ответ на стимуляцию ВКТ. Облегчение ответных реакций и в это;.! случае тлело поме действие.

Изучение эффектов стимуляции СП на вызванную активность сомато-сенсорной области коры больших полусарий показало, в основном, угнетение амплитуды первичных ответов. Угнетаэдее действие характеризовалось последействием. Следует отмстить, что эти результаты были получены в экспериментах,проводимых на белых крысах, в которых фунюдаональ ноо состояние быстро меняется, чем и тяо объяснить облегчающий эффект соматосенсорной таламо-кортикальной системы, наблздаемый нами в некоторых случаях при раздрат.енал СП. Подобно другим элементам ретикулярной формавди, норадренергическая структура, оказывается чувствительна к любым воздействиям, к изменениям внутренней среды и наркотикам (Joimoon et ai., 1969). В зависимости от обцего состояния препарата одно и то же раздраяение СП монет вызывать как облегчение, так и наоборот, угнетение эызвачных гютеншалов головного мозга. Основанием для такого заключения могут слукять исследования, в которых получалось возбуудажое или тормозящее действие НА на корковые нейроны (в опытах с микроэлекзрофорозом) в зависимости от отсутствия или наличия барбитурного наркоза (J^hnm?, et л1., 1969). Кроме того, тот или другой эффект НА оказывался зависимым от фоновой активности корковых нейронов (ozao.iU ->t 1377). Опыты, доведенные на кошках, показали, что активирование СП или не меняло или подавляло амплитуду вызванного потенциала соматосенсорной коры. На койках,облегчашее влияние СП на вызванную активность салатосенсорной области неоюртекса нала не наблюдаюсь, как это было показано в друг;« работах (Кн-:-вадзе, I93C).

Следует отметить, что стимуляция СП оказывала влияние и на ритмический разряд последействия, ¿ля лучшего проявления последействия нонаркотлзированным крысам вводили малые дозы уретана (100 :.т/кг).

а кошкам - нембутааа (2 мг/кг). Веретена мгновенно исчезали и постепенно восстанавливались в течение длительного времени после выключения стимуляции СП. Провоцированные введением незначительного количества нембутала ненаркотизированнкм кошкам, как спонтанные веретена, так и вызванный ритмический разряд последействия под влиянием предшествующего раздражения СП подавлялись. Угнетающее влияние стимуляции СП, как правило, сопрововдалось да синхрон из ацд ой активности неокор-текса. Как известно, ритмичность последействия обусловливается ритмическим включением в реакцию тормэзного процесса. Уменьшение продолжительности коркового ритмического разряда последействия от предшест-вувдего раздражения СП должно быть обусловлено уменьшением количества возникновений тормозящего постсинаптического потенциала. От цредшест-вуыдег; раздражения СП, наряду с укорочением, уменьшается также амплитуда волн последействия, что свидетельствует, видимо, об угнетении . и другого процесса - воабудительного. Все это может быть объяснено и иначе. Но важно то, что импульсы, исходящие из СП, вызывают деснах- , ронизадаю ЭЭГ (подобно хорошо известному эффекту ретикулярных импульсов), которая, как ухе отмечалось некоторыми исследователями, монет осуществляться не только ретикулярными импульсами, но и импульсами, исходящши из СП.

С целью получения дополнительных данных о нейрофизиологических механизмах влияния СП на активность нейронов воры больших полушарий, мы провели серии экспериментов, в которых посла введения животному наркотической дозы нембутала, в противоположность угнетающего влияния, наблюдаемое на безнаркозном препарате, было показано облегченно первичных ответов соматосенсорной коры при раздражении СП. Характерно, что во время наркоза десинхронизавдя в новой кора при стимуляции СП больше не возникала.

Аналогичное явление наблюдалось в условиях ^арманологического изменения количества катехоламияов в мозгу. Опыты показали, что на безнаркозном црепаратв кондиционирущее раздражение как СП, так и MP®, оказывало угнетающее влияние на тестируемые ответы соматосенсорной воны новой коры. Однако, на фоне введения (за оутки до опыта) 'резерпина (2,6 мг/кг) угнетающее влияние СП на вызванные потенциалы, сменялось облегчением. В то время как раздражение ЫРФ по-прежнеыу угнетало ответные реакции неокортекоа. На таких животных введение ■ ь-dopa (ю мг/кг) полностью восстанавливало угнетающее влияние стимуляции 'СП, не изменяя при этом эффекты разделения МРф. ■

Таким образом, стимуляция СП активирует зрительные и слуховые

вызванные ответы на разных уровнях и йяокирует соматосеноорные. Видимо, тал показывают наши данные, облегчающий эффект осуществляется через с< • а тормозящий - через 0 -адренорецедторы ( Riiiiis, Koatopoulus, 1977; Bevqn et al., 1977; Olpe et al., 1980; Rogaaskl, AcJaajanian, 1982; Sato et al., 1989; Саркисян, 1991, и др.). Что же касается двоякого эффекта (то угнетапцего, то облегчающего), стимуляция СП на активность коры больших полушарий, наблюдаемого в экспериментах, в значительной мере зависит от исходного функционального состояния ШС, характера и глубины наркоза, а также о; изменения уровня содержания НА в мозгу, которое может наруэать баланс между тормозными и облегчающими системами мозга.

2. Пути и возможные механизмы воздействия СП на разные таламо-кортикальяые системы. Общеизвестно, что передача афферентных импульсов через таламо-коргикальную систему модулируется не только разными стволовыми образованиями (Uorazzi, Magoun, 1949; Росси, Цанкетти, I960; Бремер, 1962; Dematreacu, Demotroscu, 1963,1965; Clemente, 1963,1969; Нарикашвили, 1965,1967; Steriade, LIorin, 1981), но и ре- | Т!1кулярным ядром таламуса. Показано, что данное ядро оказывает тормозное влияние на активность передачтоных ядер таламуса ( ïinsiing, Skinner, 1976; Волошин, Прокопенко, 1977; Нанобашвили, Нарикашвили, 1981; Sbosaku, Sumitomo, 1983; Sumitomo at al., 1988). При ЭТОМ СТИМУЛЯЦИЯ зацне-вентральных областей РЯГ блокирует проведение зрительных И слуховых импульсов, а активирование передней части РЯГ оказывает тормозное действие на проведение соматосенсорной информации (Yinglins, Skinner, 1976; Волошин, Прокопенко, 1977; Нарикашвили, Нанобашэили, 198I). Предполагалось, что-это влияние РЯГ осуществляется изменением возбудимости тормозных интернейронов на уровне специфических ядер таламуса (Волошин, Прокопанго, 1977), что и было доказано последующими экспериментами (Нанобашвили, Нарикашвили, 1981). Убедительно показано (Нанобашвили, Нарикашвили, 1981î Нарикашвили и др., 1985), что раздражение СП блокирует спонтанную и вызванную (световым раздражением) активность нейронов задне-дорсальной части РЯГ, активируя при этом нейроны НКТ.

Учитывал вышесказанное, а также данные некоторых исследователей (Den-Ari et al., 1976), что ионофоретическое' введение ацетилхолина блокирует активность большинства нейронов РЯГ, в одной из серии опытов нами исследовано влияние блокирования (микроинъекция ацетилхолина) активности нейронов зацне-дорсадьной части РЯГ на облегчаю-

щее действие СП в проведении афферентной информации в зрительной таламо-кортикальной системе. Опыты показали, что после введения аце-тилхолина в РЯГ, облегчающее влияние СП на проведение афферентных импульсов в зрительной таламо-кортикальной системе усиливается. Из-за устранения тормозного влияния РЯГ суммарные вызванные потенциалы первичной зрительной коры и НКТ были выражены сильнее.

Вместе с тем, стимуляция СП оказывало облегчающее влияние на спонтанную и вызванную активность большинства (7С%) зарегистрированных наш нейронов передней части РЯГ. С увеличением параметров стимуляции СП наблюдалось усиление его облегчающего действия на активность нейронов РЯГ. Очевидно, в торможении вызванной активности сенсо моторной области неокортекса под влиянием раздражения СП определенную рель играет РЯГ: с усилением активности нейронов передней части РЯГ увеличивается его тормозящее действие на нейроны вентральных ядер и, тем самым, торможение вызванных потенциалов неокортекса. Однако, в этом эффекте нельзя исключить и непосредственное тормозное влияние СИ на активность нейронов сенсомоторной коры и вентролатераль ных ядер таламуса, как это было показано некоторыми исследователями ( VUlllis, Ko3fcopoulus, 1977 ; Rtvnor, Satin, 1981).

Наряду с этим можно полагать, что СП свое влияние на активность нейронов РЯГ оказывает через активирование нейронов неокортекса. Де-синхроназация и поведенческое пробуждение животного в ответ на раздражение СП, а также возможность активирования нейронов РЯГ нейронами неокортекса ( Steriado, V/ysinski, 1972; Ohara, Lleber.-aan, 1979, 1981) дают основание для такого предположения.

• Такое суждение справедливо для объяснения тормэзного влияния CII на активность нейронов вентролатеральных ядер таламуса. А именно, СП оказывает блокирующее действие на активность нейронов вентро-латерального ядра наряду с активированием (непосредственно или через активацию неокортекса) нейронов РЯГ. Если СИ оказывает активирующее влияние на нейроны неокортекса и,как следствие, наступает облегчение активности нейронов и задне-дорсальной части РЯГ, то возникают трудности для объяснения облегчающего влияния СП на активность нейронов ИКГ. Очовидно, на нейроны НКТ происходит конвергенция возбуждающих (со стороны СП) и тормозных импульсов (со стороны РЯГ) с превалированием облегчающего влияния норадренергической импульсаши со стороны СП. Этот механизм срабатывает усиленно при умеренном раздражении СП, когда наступает блокирование активности нейронов РЯТ.

3. Эффекты функционального взаимодействия разньд моноаминерги-зеских образований головного мозга. Основанием для проведения экспериментов этой серии послужили: во-первых, известные морфологические нанные о тесных связях между нейронами СП и ядер шва ( ьвсег, Descarnes, 1978; Pujol, 1978; Mc-Rao-JJegueurco et al., 1982; Mo-Hne-Degue-iroe et al., 1985), во-вторых, биохимические данные, указывающие на взаимодействие между СП и серотонянсинтезирувдими нейронами ядер ава ( Козtonskl <3t al.,1974; Pujol, 1981; Me-Rae-Desueurce et al., [982'; Plaznik et al., 1983; Ko-Hae-nesueurce et al., 1=65), В-третьих, аеЕрофазиологичаскиа исследования, показывашаиа, что стимуляция СП 1ли ионофоретическая аппликация НА облегчает активность релейных нейронов специфического ядра таламуса, а раздражение ядра шва или ионо-{орвтячвское введение серотонина, наоборот, блокирует активность ЭТИХ НеЙрОНОВ (Hocawskl, A-hajanlan, 1980,1902).

В одной из серий экспериментов изучалось влияние СП и ДЯШ на 39Кронную активность зрительной области неокортекса. Было показано, что предварительное, кратковременное раздражение СП облегчало ответные реакции нейронов зрительной коры (68£ из зарегистрированных нами 30 нейронов). Облегчение выражалось в увеличении количества спайковых потенциалов в разряде и укорочении пауз молчания между ниш. При стимуляции же ДЯШ в большинстве нейронов (57,3* из 75 зарегистрированных) наблвдалось, наоборот, блокирование как спонтанной, так и вызванной активности неокортикальных нейронов. Такие же результаты били получены и другими исследователями (Иоселиани и др., 1979; Кобаидзе, [980, и др.). Следует отметить, что как облегчение (при стимуляции ;ц), так и блокирование (раздражение ДЯШ).активности нейронов продол-еалось некоторое время после выключения стимуляции СП или ДЯШ, т.е. ааблвдалось последействие.

Вместе с тем, при одновременной регистрации активности релейных нейронов НКТ и зрительной коры обнаружилось, что активирование СП эказывало облегчение (в 26 из 38 пар нейронов), а раздражение ДЯ11 -Злокирование активности и релейных нейронов НКТ (в 28 из 42 пары зарегистрированных) .

На основании результатов наших-опытов, а также данных других исследователей (Rpeawski, AGhajaaian, 1980) можно полагать, что активированием СП или ДЯИ меняется уровень активности релейных клеток НКТ 1, тем самым, усиливается или ослабляется геникуло-кортикаяьная актяв-юсть. Однако, супествование норадренергических и серотонинергических терминалов В зрительной коре ( Dahlstron, ?чхо,1964; иnneratedt,

1971; Itakura et al., 1981} tfaterhouse et al., 1986¡Parkinson et ai., 1988) наводит на мысль, что они оказывают влияние и на уровне неокортекса.

Опыты на крысах показали, что высокочастотное раздражение СП вызывало десинхронизадаю неокортикограм-ш и появление элактротонически распространенного из гиппокампа тета ритма в зрительной коре. Было показано, что подпороговое раздражение ДШ1 (которое заметных изменений в ЭЭГ не вызывало) на фоне высокочастотной стимуляции СП вызывало уменьшение амплитуды и частоты тета ритма, а также ослабление аффекта неокортикальной дасинхронизации.

Нареду о этим, эксперименты в хронических условиях опыта показали, что активирование СП во время медленноволновой фазы сна вызывало ¿.есинхронизацию ЗЭГ и пробуждение животного. Однако, на фоне низкочастотного раздражения ДЯШ такой эффект стимуляции СП не наблюдался. Вместе с тем, увеличение параметров стимуляции СП на фоне раздражения ДД11, вызывало только изолированное ЗЭГ пробуждение животного. Из этих результатов явствует, что на фоне активирования ДШ повышается порог не только ЭЭГ, но и поведенческого пробуждения животного, вызванного раздражением СП. Учитывая данные некоторых исследователей, можно предполагать, что аксонные терминали серотонинер-гических нейронов могут осуществлять тормозное воздействие на активность нейронов СП и наоборот, НА, выделившись из норадренергических терминалей, тормозит активность нейронов СП. Из этого становится очевиднш ослабление тех ЭЭГ и поведенческих реакций, которые возникают при стимуляции СП на фоне раздра:.шния ДШ. Можно полагать, что реализация модулирующего влияния этих структур на вшележащие области головного мозга обеспечивается и механизмом взаимоугнетавдего влияния между нейронами СП и ДЯШ.

ВЫВОДЫ

1. Раздражение СП по-разному влияет на активность разных таламо кортикальных систем: а)облегчает вызванные потенциалы в зрительной

и ассоциативной коре и НКТ, причем в последнем оно выражено сильнее;

б)облегчает также вызваниые потенциалы слуховой области неокортекса;

в)подавляет вызванную активность соматосенсорной тачало-кортикальной системы.

2. Активация СП подавляет спонтанные веретена и вызванный ритмический разряд последействия, причем угнетение продолжается и после

прекращения стимуляции СП.

3. Обнаружено модудирулаее влияние СП и ЮТ на нейронную активность одновременно зарегистрированных нейронов первичной зрительной коры и НКТ. СП оказывает облегчающее, а ДЯШ тормозщее влияние на спонтанную и вызванную активность этих нейронов.

4. Порог ЭЭГ и поведенческое пробуждение животных в ответ на раздражение СП значительно возрастает на фоне стимуляции ДЯШ.

5. Моноаманергические структуры мозга - СП и ДЯШ, функционирующие взаимосогласованно, являются решпрокно сопряжэнния функциональными системами. Вызывая взаимнопротивополояные эффекты, они оказывают модулирующее влияние на связанные с ними образования головного мозга.

6. Эффекты влияния .стволовой норадренергической системы на активность таламо-кортикальной системы определяются уровнем содержания катехсяамиков в мозге. Фармакологическое изменение количества кате-холаминов в мозгу мэявт диаметрально изменить характер влияния СП. Так, угнетающее влияние СП на вызванные потенциалы соматосенсорной коры сменяется облегчением.

7. В облегчении передачи зрительных импульсов под влиянием раздражения СП определенную роль играет изменение активности нейронов зрительной части РЯГ. После функционального выключения задне-дорсаль-ной области РЯГ, облегчающее действие СП проявляется сильнее.

6. Раздражение СП оказывает облегчающее влияние на спонтанную и вызванную активность передней части РЯГ, что, очевидно, является одним из базовых механизмов блокирования вызванной активности соматосенсорной области неокортекса под пли шлам активирования СП.

Список работ, опубликованных по томе диссертации

1. Модуляция корковых первичных ответов под влиянием раздражения синего пятна ствола головного ;.юзга. Сообщения АН ГССР, 1981« 102, Я, с.145-148 (совм. с СЛ.Карикаавйли, З.И.Нанобапзили, Д.В.Кадгая, М.С.Нарикалаили).

2. Влияние развращения сипего.пятна (locus coorvilcus) ствола головного мозга на корковый ритмический разряд последействия. Сообщения АН ГССР, 1981, 102, J'&, с.441-444 (совм.с З.й.Нанобашвили, Д.В.Кадаая, ."Л.С.Нарикалвилй, С .П.парикашвлли).

3. Изменения характера моноаминергической модуляции ответов соматосенсорной коры крысы под влиянием нембуталов :го наркоза. Нате-

риалы 1У конференции молодых физиологов Закавказья. Тбилиси« изд. "Мецниереба", 1983, с.24-25 (совм. с М.С.Нарикаввили).

4. О взаимодействии между синим пятном и дорсальньм ядром шва ствола головного мозга крысы. Тезисы Всесоюзной конференцш, посвященной 100-летию со дня рождения акад.И .С .Бериташвяли, Тбилиси, изд. ТГУ, 1985, с.125-126 (совм.с С.П.Нарикашвили, А.С.Тимченко).

5. Модуляция первичных ответов соматосенсорной коры крыс под влиянием раздражения синего пятна и мезэншфаличоской ретикулярной формации в условиях фармакологического изменения количества катехол-аминов в мозгу. Тезисы 1У Всесоюзной конференции, лосвяценной 85-летию со дня рождения чл.-корр.АН СССР Х.С.Коштоянца "Физиология и биохимия мадиаторных процессов" , Москва, 1985, с.315 (совм. с A.C. Тимченко, М.С.Нарикаавили).

6. Реверсия норадренергичаской модуляции ответов соматосенсорной коры крысы под влиянием нембутала. Сообщения АН ГССР, 1965, 120, ЖЗ, с.633-636 (совм.с А.С.Тимченко, Д.В.Каджая, Ы.С.Нарикашвили).

7. Influenae of eloctrlcal stimulation of locas coeruleus and mesenoephallo retioular formation on cortical evoked potentials In somatosensory oortex of rats under changes of catecholamines level. Aotlv.norv.sup.(Praha), 1ОД0, 28, КЗ, p.215-214 (with A.B.TMsuoheidco, P.H.Lavlcka).

8. Взаимодействие между разными моноаминергичаскш.ш структурами головного мозга крысы. Материалы У конференции молодых физиологов Закавказья. Баку, Элм. 1986, с.27-28 (совм.с Ы.С.Нарикашвили).

9. Особенности норадренергической модуляции ответов соматосенсорной коры крысы в условиях изменения количества катехоламинов в мозгу. Тезисы Всесоюзной конференции, посвященной 50-летию Института физиологии им.И.С.Бериташвили АН ГССР, Тбилиси, изд."Мецниереба", 1986, с.44-45.

Ю. Влияние электрического раздражения синего пятна на активность ?адамо-кортикальной сенсорной системы. Сообщения АН ГССР, 1990, 138, Jil, о. 129-132 (совм.с З.И.Нанобашввли, Ы.С.Нарикашвили).

Ц. ¡OUfíQH«^ -¿У"«