Структурно-функциональное исследование механизмов организации веретенообразной активности нейронов бочонка соматической коры крысы - Автореферат

Структурно-функциональное исследование механизмов организации веретенообразной активности нейронов бочонка соматической коры крысыРабота выполнена в Научно-исследовательском институте нейрокибернетики им. Когана Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» Научный руководитель: доктор биологических наук, ст. н. с. Защита диссертации состоится «21 » мая 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 212.208.07 по биологическим наукам в Южном федеральном университете (344006, г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344006, г.Функциональное состояние коры головного мозга отражает баланс между тормозными и возбуждающими процессами в коре и проявляется в смене частотных диапазонов ЭЭГ (Гусельников, 1976; Шевелев с соавт., 1991; Шевелев с соавт., 2001). Согласно многочисленным данным, ритмы ЭЭГ играют важнейшую роль в механизмах восприятия, обработки и передачи информации в мозге и обусловлены множеством механизмов, вклад которых зависит от текущего функционального состояния и частных проявлений ритмической активности (Gray, Singer, 1989). В частности, несмотря на то, что электрические синапсы были описаны повсеместно в коре и подкорковых структурах мозга млекопитающих, в доступной литературе не удалось обнаружить сведений о количественном соотношении электрических и химических контактов в бочонках на уровне четвертого слоя соматической коры и о возможном вкладе электрических и химических синапсов на разных этапах развития веретенообразной активности в зоне представительства вибрисс. Впервые проведено иммуногистохимическое исследование баррельной коры с использованием антител к синаптофизину, миелину, нейрофиламентам и глиальному фибриллярному кислому белку, которое позволило обнаружить некоторые особенности структурной организации бочонков с помощью реакции «антиген - антитело». Материалы диссертации были представлены на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2006» (Москва, Россия, 2006), на 10-й Школе-конференции молодых ученых «Биология XXI века» (Пущино, Россия, 2006), на 5-й Международной конференции по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения - 2006» (Санкт-Петербург, Россия, 2006), на 18-м Конгрессе ESRS (Европейское общество изучения сна) (Инсбрук, Австрия, 2006), на XX Конгрессе Общества физиологов имени Павлова (Москва, Россия, 2007), на Третьем Международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Украина, 2007), на Научно-практической школе по конфокальной и флуоресцентной микроскопии «Горизонты современной микроскопии» (Leica) (Пущинский научный центр РАН, Россия, 2007), а также на конференции «Структурно-функциональные нейрохимические и иммунохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга» (отдел исследования мозга ГУ НИИ неврологии РАМН) (2007), на 2-й Всероссийской научно-практической конференции «Функциональное состояние и здоровье человека» (Ростов-на-Дону, ЮФУ, 2008), на заседании ученого совета НИИ нейрокибернетики им.Проведенный анализ частотной сонастройки в процессе формирования веретен в коре и таламусе показал, что при формировании более частых колебаний (17-18 Гц) в коре подобных частот в таламических ядрах не наблюдается. Фазы усредненного кросспектра показали противофазное развитие веретенообразной активности в коре и таламусе и, наоборот, синфазное развитие веретенообразной активности внутри таламуса практически на всех частотах. Индивидуальные особенности развития веретенообразной активности в коре (3) и таламусе (1, 2) в состоянии спокойного бодрствования; Условные обозначения: 1 - релейное ядро таламуса - баррелоид D3, 2 - релейное ядро таламуса - баррелоид D2, 3 - соматическая кора, стрелкой обозначена импульсная активность, пунктирные линии показывают частотную сонастройку коры и таламуса, звездочкой обозначена противофазность активности коры и таламуса Однако, когда в бочонке одного ряда гранулярного слоя S1 регистрировались высокоамплитудные ритмичные потенциалы, модулированные в характерные «веретена», в бочонке другого ряда могли наблюдаться меньшие по амплитуде ритмичные осцилляции (рис. Анализ когерентности фокальной биоэлектрической активности, зарегистрированной в двух бочонках одновременно, показал более высокую согласованность изменения потенциалов внутри одного бочонка, чем между двумя баррелями, т.е. выявил большую синхронизацию активности внутри одного бочонка.С использованием методов спектрального и корреляционного анализа фокальной электрической активности, регистрируемой одновременно в зонах представительства вибрисс в таламусе и соматической коре белых крыс, показано, что фоновая веретенообразная активность внутри баррелоидов и бочонков развивается относительно независимо.