.

Нейронна організація кортико-гіпоталамічних зв’язків як функціональна основа емоційно-мотиваційної поведінки (електрофізіологічне дослідження): Авторе

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2810
Скачать документ

Міністерство охорони здоров’я України
Донецький державний медичний університет ім. М. Горького

НАТРУС Лариса Валентинівна
УДК 612.826.4

НЕЙРОННА ОРГАНІЗАЦІЯ КОРТИКО-ГІПОТАЛАМІЧНИХ ЗВ’ЯЗКІВ
ЯК ФУНКЦІОНАЛЬНА ОСНОВА ЕМОЦІЙНО-МОТИВАЦІЙНОЇ ПОВЕДІНКИ (ЕЛЕКТРОФІЗІОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)

14.03.03 – нормальна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук

Донецьк – 1999

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Донецькому державному медичному університеті ім.М.Горького Міністерства охорони здоров’я України

Науковий керівник:
доктор медичних наук, професор
Кравцов Павло Якович
Донецький державний медичний
університет ім.М.Горького,
професор кафедри фізіології

Офіційні опоненти:
• доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Василенко Дмитро Артурович, Інститут фізіології ім.О.О.Богомольця НАН Украіни, провідний науковий співробітник
• доктор медичних наук, професор Талалаєнко Олександр Миколайович, Донецький державний медичний університет ім.М.Горького, професор кафедри фармакології

Провідна установа:
Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України, кафедра нормальної фізіології

Захист відбудеться “_15_”_09_1999 р. о _11_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.600.01 у Донецькому державному медичному університеті ім.М.Горького (340003, Донецьк, пр.Ілліча,16).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького державного медичного університету ім.М.Горького (340003, Донецьк, пр.Ілліча,16).

Автореферат розісланий “_31_”__07__ 1999 р.

Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Солдак І.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Гіпоталамус є одним з унікальних утворень головного мозку. Широке зацікавлення, що виявляють до його вивчення дослідники різних напрямків, пов’язане з тим стратегічним положенням, яке займає гіпоталамус серед інших утворень головного мозку, багатогранністю його зв’язків і функцій, еволюційною і функціональною гетерогенністю (в широкому розумінні цих термінів). Проте, мабуть, найголовнішим чинником, який зумовлює особливий інтерес до гіпоталамуса, є та обставина, що ця структура є найважливішим центром контролю майже всіх вегетативних функцій, центром, в якому інтегрується нервова і гуморальна регуляція. Саме з цією обставиною пов’язані еволюційні, морфологічні і функціональні особливості гіпоталамуса.
Починаючи з фундаментальних досліджень Карплюса і Крейдла (1909), гіпоталамус був і є об’єктом пильної уваги з боку фізіологів і нейроморфологів, біохіміків і фармакологів, клініцистів і патоморфологів. Детальному вивченню були піддані топографія, цито- і миелоархітектоніка ядер гіпоталамусу, його зв’язки з різними утворенями мозку, модифікації поведінки при подразненні і деструкціїі різних відділів гіпоталамусу (Ranson et al., 1935; Hess, 1956; Тонких, 1965; Гращенков, 1964; Судаков, 1971; Баклаваджян, 1967; 1969; 1977; 1981; 1983; Boulant, 1980; Grijaiva, 1990; Amann, Constantinescu, 1990; Hennessey et al., 1990; Roeling et al., 1993; Nakamura, 1993; Казаков и др., 1976; 1978; 1990; 1993; Kurzina et al., 1995; Blair, 1996; Guillamon, Segovia, 1997; Risold et al., 1997; Кузнецов, 1998 та ін.). Проте результати цих досліджень все ж не дозволили створити однозначних і адекватних інтерпретацій функціональної організації гіпоталамічних механізмів.
Участь гіпоталамусу в інтеграції різних форм поведінки забезпечується постійною його взаємодією з багатьма відділами головного мозку (Sakanaka et al., 1988; Hansen, 1989; Nieto et al., 1989; Hennessey et al., 1990; Seki, Zyo, 1992; Kazakov et al., 1992; Kurzina et al., 1995; Guillamon, Segovia, 1997; Risold, Swanson, 1997). Вивчення цих зв’язків є одним із принципових підходів для розкриття функціональної організації гіпоталамічної ділянки.
Дослідження Клювера і Бюсі (1939) та теоретична робота Папеца (1937) стали фундаментальними для розкриття нейрофізіологічних основ мотиваційно-емоціональної поведінки, започаткували ретельне вивчення взаємодії гіпоталамусу з лімбічними утвореннями мозку. Ці роботи стали ідеологічною основою для подальших досліджень (у тому числі таких, які проводяться ще з початку 70-х років у нашій лабораторії під керівництвом професора В.М.Казакова), спрямованих на вивчення особливостей кортикофугального контролю діяльності гіпоталамусу (Казаков и др., 1976; 1986; 1990; 1993; Казаков, Кравцов, 1978; Kazakov et al., 1992). Було виявлено ряд конкретних нейронних механізмів діяльності гіпоталамусу, які створюють підгрунтя регуляції внутрішньої сфери організму.
Особливе місце в дослідженні кортико-гіпоталамічних взаємодій займає питання відносно їх ролі в механізмах аферентного синтезу, а також їх значення в діяльності гіпоталамусу як основного інтегратора мотиваційних процесів організму (Анохин, Судаков, 1971). Найтісніші анатомічні зв’язки гіпоталамусу з фронтобазальними і парієтальними кортикальними формаціями (Nauta, 1964; Кукуричкин, 1973; Кравцов, 1976; Казаков и др. 1978; 1986; Kazakov et al.,., 1992; N.P.Kurzina et al., 1995; Glasca et al., 1989; Grijalva, Novin, 1990; Swanson, Mogenson, 1981; Risold et al., 1997) дозволяють передбачати, що дана ділянка мозку може бути відділом, де здійснюється інтеграція сигналів, що надходять від згаданої групи кортикальних полів.
Питання вивчення механізмів роботи багатоканальної філогенетично і функціонально гетерогенної системи неоархіпалеокортекс – гіпоталамус є важливим для виявлення еволюційних принципів діяльності цієї системи, а також її ролі у формуванні емоціонально-мотиваційної поведінки. Втім, джерела низхідних впливів на гіпоталамус все ще вивчені недостатньо, і чіткі уявлення про функціональне їх призначення не сформовані.
Найбільш адекватним підходом до вивчення вказаних механізмів і їх функціональних особливостей є реєстрація активності окремих нейронів гіпоталамуса при стимуляції відповідних входів. Цей метод дозволяє встановити не тільки наявність межнейронних зв’язків, але і їх вираженість і напрямок (тонічні і фазичні впливи, активація або гальмування), а також дозволяє скласти уявлення про структуру досліджуваних зв’язків (полісинаптичні, олігосинаптичні).
Із кіркових ділянок найбільший інтерес з точки зору аналізу функціональної взаємодії з гіпоталамусом являють прореальна і поясна кортикальні звивини, піріформна кора і гіпокамп. Ці кортикальні структури мають найбільш тісне відношення до регуляції багатьох вегетативних функцій. Морфологічні дані свідчать про наявність значних проекцій з цих кортикальних ділянок кори до гіпоталамуса. Окрім того, згадані кортикальні структури істотно відрізняються в еволюційному аспекті; саме остання обставина дала підстави кваліфікувати їх комплекс як неоархіпалеокортекс.
Важливим механізмом, що забезпечує взаємодію структур головного мозку, є конвергенція сигналів, які йдуть із різних структур, до одних й тих же нейронних одиниць. На підставі аналізу конвергентних властивостей нейронів гіпоталамусу відносно кортикофугальних впливів можуть бути отримані суттєві факти для побудови схеми функціональної взаємодії вказаних структур.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась як фрагмент запланованої під керівництвом професора П.Я.Кравцова кафедральної теми “Структурно-функціональна організація зв’язків кіркових утворень з гіпоталамусом” (№ держреєстрації 0198 U 001646, термін виконання 1997-2000 рр.). Тему дисертації затверджено на засіданні Вченої ради ДонДМУ 12 березня 1998 р., протокол № 3.

Мета і задачі досліджень: Мета представленої роботи – із застосуванням електрофізіологічних методик виявити механізми взаємовідношень різних відділів кори великих півкуль з ядрами гіпоталамуса та визначити принципи інтегративної діяльності гіпоталамічних нейронів.
У відповідності з метою вирішувалися такі конкретні задачі:
1. Проаналізувати часову організацію імпульсної активності окремих нейронів гіпоталамуса та її зміни під впливом стимуляції кори головного мозку;
2. Дослідити реакції окремих нейронів гіпоталамусу на поодинокі подразнення нео-, архі-, і палеокортикальних структур кори головного мозку;
3. Дослідити реакції гіпоталамічних нейронів на серійні подразнення тих самих ділянок кори головного мозку;
4. Визначити наявність і характер конвергенції низхідних аферентних сигналів, що ідуть від філогенетично різних кортикальних ділянок до гіпоталамусу.

Наукова новизна одержаних результатів.
Описані особливості часової організації імпульсної активності нейронів гіпоталамусу. Класифіковано три типи такої активності відповідно ступеню циклічності імпульсації та три типи розподілу міжімпульсних інтервалів фонової активності гіпоталамічних нейронів. Отримані оригінальні дані про зв’язки неоархіпалеокортекса з різними структурами гіпоталамусу. Описані характеристики реакцій гіпоталамічних нейронів на стимуляцію різних ділянок неоархіпалеокортексу. Показано ієрархічний еволюційний принцип організації цих зв’язків. Виявлена локалізація нейронів з різними типами відповідей та особливості їх реагування на кіркову стимуляцію різної частоти.
Продемонстровано, що при серійних подразненнях гальмівні реакції виникають значно частіше, ніж збуджувальні. Виявлений градієнт гальмування, який розглядається в аспекті філогенезу кортикальних структур: мінімальна частка гальмівних реакцій спостерігалася при подразненні неокортексу (прореальна звивина), більшою вона була при подразненні межуточної кори (поясна звивина), ще більшою – при подразненні палеокортексу (піріформна кора), а при подразненні архикортексу (гіпокампа) гальмування було майже єдиним видом реакцій. Градієнт гальмування, виявлений при поодиноких подразненнях, зростав в умовах серійної стимуляції.
Показано, що застосування подразнень кіркових зон з різними частотами принципово не змінювало напрямку реакцій гіпоталамічних нейронів, але впливало на їх інтенсивність.
Вперше проведено детальний аналіз конвергентних властивостей тестованих нейронів, виявлені фокуси конвергенції та їх локалізація; це в свою чергу, дозволяє інтерпретувати механізми інтегративної діяльності регуляторних зон гіпоталамусу.

Теоретичне та практичне значення роботи. Теоретичне значення роботи полягає у тому, що запропоновані нові більш адекватні уявлення про взаємовідносини кори і емоціогенно-мотиваційних зон гіпоталамусу; зокрема, визначений принцип еволюційної та функціональної гетерогенності зв’язків цих структур. Результати дослідження вказують на важливу роль кортико-гіпоталамічних взаємовідносин в контролі корою великих півкуль мотивації при реалізації біологічних потреб організму, дозволяють пропонувати пояснення механізмів кортикального контролю вісцеральних функцій організму. Ці дані можуть бути теоретичною базою для подальшого аналізу і знайдуть застосування в нейрофізіологічних лабораторіях науково-дослідних інститутів фізіології, кафедр фізіології медичних вузів та університетів, а також зможуть бути запроваджені у педагогічний процес у перебігу викладання розділів фізіології ЦНС та вегетативної нервової системи.
Одержані дані дають нові підстави для інтерпретації патогенезу деяких захворювань, що виникають як наслідок порушень кори головного мозку, а також нервово-психічних розладів, наприклад, захворювань, які супроводжуються діенцефальним синдромом, судинними дистоніями, порушеннями термо-, осмо- чи волюмстабілізації, циклів сон-неспання та інш.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто виконані всі експерименти, описані в роботі, проведений критичний аналіз сучасних літературних даних з розглянутої проблеми та обробка одержаних результатів, а також викладені всі розділи дисертації. Якщо були використані ідеї або технічні розробки, котрі належать співавторам опублікованих робіт – учасникам дослідницької групи, в тексті зроблено відповідні посилання.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень викладені на XXXIII Всесвітньому конгресі фізіологічних наук (Санкт-Петербург, 1997); XV Національному з’їзді фізіологів України (Донецьк, 1998); науковій конференції, присвяченій 100-річчю кафедри нормальної фізіології СПбГМУ (Санкт-Петербург, 1998); науково-практичній конференції “Медицинские приложения математических и инженерных наук” (Харків, 1998); I-ій (установчій) конференції Українського товариства нейронаук (Київ, 1998); на засіданні кафедри нормальної фізіології Донецького державного медичного університету ім.М Горького (1998).

Публікації. Матеріали дисертації викладені в 14 публікаціях, в тому числі в 4 статтях у фахових наукових журналах; 3 публікації вміщено в збірниках статей, 7 – у матеріалах і тезах конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 160 сторінках машинопису, містить в собі вступ та основну частину, що складається з огляду літератури, викладення методики, результатів власних досліджень та узагальнення результатів (6 розділів), висновки та список використаних літературних джерел, який складається з 202 найменувань, додаток. В роботі вміщено 12 таблиць та 46 ілюстрацій, що займає 47 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали й методи дослідження. Дослідження проведені на 19 безпородних дорослих кішках обох статей масою 2,5-3,5 кг в умовах гострого експерименту. Хірургічні процедури та наступний електрофізіологічний експеримент проводилися під комбінованим (кетамін + закис азоту) наркозом. Хірургічне втручання включало до себе венесекцію і катетерізацію правої V. femoralis, препаровку і катетерізацію а.carotis interna, трахеостомію, дренування cisternae subarachnoidalis, трепанацію черепа і часткову аспірацію мозкової тканини лівої півкулі до ventriculus lateralis. Тварин переводили на штучне дихання; надалі крапельно вводили кетамін та міорелаксин в підтримуючих дозах.
Імпульсну активність окремих нейронів відводили позаклітинно за допомогою скляних мікроелектродів з опором 10-20 МОм, заповнених розчином NаСІ (3 М). Введення мікроелектрода проводилося через контралатеральну півкулю під різними кутами до горизонтальної стереотаксичної площини таким чином, щоб підхід до досліджуваної ділянки забезпечував найменшу травматизацію структур гіпоталамуса. Гістологічна верифікація точок відведення проводилася згідно з атласом Джаспера та Аймон-Маршана (1954) за стандартною методикою після виготовлення послідовних фронтальних зрізів мозку.
Для подразнення кортикальних структур поодинокими та серійними (6-100 с-1) стимулами були використані біполярні ніхромові електроди, ізольовані за виключенням кінчиків. Міжелектродна відстань становила 1-2 мм; електроди вколювалися в тканину кіркових утворень на глибину 2-3 мм. Сила стимуляції кожної з кортикальних ділянок в 2 рази перевищувала порогову для виникнення викликаних потенціалів. Останні відводилися за допомогою скляних мікроелектродів з низьким опором на відстані 2-3 мм від стимулюючих електродів.
Позиціювання подразнюючих електродів виконувалося за координатами стереотаксичного атласу Рейнозо-Суареца (1961) у прореальній (поле 8), поясній (поле 24) звивинах, піріформній частці (періамигдалярній корі) та гіпокампі (САЗ). Вибір каналу та параметрів стимуляції, а також розрахунки положення кінчика електрода при його переміщенні здійснювалися за допомогою програмно-апаратурного комплексу, створеного в нашій лабораторії на базі персонального комп’ютера (Казаков и др., 1992). Контроль систем життєзабезпечення (моніторинг частоти серцевих скорочень, параметрів штучної вентиляції легень, підтримання заданої температури тіла) також здійснювався комп’ютером у відслідковуючому режимі.
Для аналізу реакцій будувались гістограми середньої частоти (частотограми) їх імпульсації та гістограми розподілів міжімпульсних інтервалів до і після стимуляції. Для визначення статистичної вірогідності змін частоти активності нейронів після нанесення кортикальних стимулів використовували t-критерій Стьюдента. Додатковим прийомом, використаним для оцінки реакцій, було порівняння моментів розподілів міжімпульсних інтервалів фонової та постстимульної активності.
В перебігу експериментів досліджувались реакції нейронів латерального та вентромедіального гіпоталамуса (HL та Нvm відповідно), ділянки дорсального гіпоталамуса (aHd) і ділянки проекції медіального пучка переднього мозку (МFВ).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

1. Характеристика імпульсної активності гіпоталамічних нейронів.

Загальноприйнято, що функціональні особливості нейрону знаходяться у певній кореляції з характером його фонової активності. У зв’язку з цим дослідження імпульсної активності (ІА) гіпоталамічних нейронів може мати самостійне значення, як спроба зв’язати функцію нейрона та параметри його фонової активності. Для більшості досліджених нами нейронів були характерні періодичні коливання частоти послідовностей імпульсів і групування тривалостей міжімпульсних інтервалів (МІ) біля певних величин. Ми вважаємо, що періодичність в активності гіпоталамічних нейронів може бути співставлена з фізіологічними коливаннями деяких вегетативних функцій організму, однак для підтвердження цього потрібні спеціальні дослідження.
Була проаналізована ІА 53 гіпоталамічних нейронів, частота фонової активності яких перевищувала 5 с-1. У 21 нейрона частота ІА була надто низькою (варіювала від 0,2 до 5 с-1), що утруднювало її дослідний аналіз.
Згідно характеру частотограм у досліджених нейронів були виділені три типи фонової ІА. Перший тип (n) – це безперервна активність нерегулярного характеру з монотонною гістограмою поточної середньої частоти і відсутністю періодичності. Середня частота ІА нейронів цього типу складала 7,2 імп/с. Таку ІА мали 66% досліджених нейронів. Здогадно, такий тип активності генерують нейрони асоциативного типу (Anderson, Correia, 1977); саме цим можна пояснити максимальну кількість одиниць з подібною імпульсацією в HL.
Другий тип (r) був представлений безперервною періодичною активністю, у якій спостерігалися періодичні підвищення та зменьшення частоти ІА з інтервалами 2-10 с. На гістограмах поточної середньої частоти модуляції активності таких нейронів виглядали як рівномірні (які нагадували синусоїду) частішання і уповільнення імпульсації, або як повільні зростання частоти імпульсації з наступним швидким її спадом, або, навпаки, як швидкі зростання і повільні спади. Середня частота ІА нейронів з активністю типу “r” становила 5,6 імп/с. Частка таких нейронів складала 19%. Є підстави вважати, що подібний тип імпульсації зумовлюється циркуляцією збудження або періодичним включенням гальмівних входів; це дає можливість припустити, що це нейроні, які регулюють циклічні процеси (Hori et al., 1982; Glotzbach, Hellrer, 1984; Kiyohara et al., 1984).
Фонова активність третього типу (b) формувалася з періодично виникаючих групових розрядів (пачок), середня тривалість яких становила 2-3 с і які були розділені такими ж, або дещо більшими за тривалістю (3-4 с) інтервалами. Нейронів з фоновою активністю типу “b” було 15%. Безумовно, наявність пачкової імпульсації сама по собі не є абсолютним критерієм для ідентифікації цих клітин як секреторних, але літературні дані свідчать, що ця ознака є досить вагомою (Kendrick, 1983; Numan, 1983; Hyland et al., 1987); тому можна вважати, що, в усякому разі, значна частина “b” нейронів є секреторними одиницями.
У структурі фонової активності, що визначалася за допомогою побудови гістограм розподілу тривалостей МІ, також було виділено три типи.
Перший тип (А) характеризувався різко правоасиметричним розподілом тривалостей МІ, що наближався до пуасонівського з відсутністю дуже коротких інтервалів (з “мертвим” часом). Нейронів з фонової активністю типу “А” було 32%. Як відомо, пуасонівський розподіл МІ зумовлюється чисто випадковим надходженням вхідних впливів (Gerstein, Kiang, 1960; Rodieck et.al., 1962). В цій активності зустрічалися як дуже короткі (менші за 20 мс), так і досить тривалі (до декількох сот мс) МІ, проте останні не формували вираженої моди. Такі розподіли характеризувалися високими значеннями асиметрії та ексцесу, і їх тестування за крітерієм 2 показувало їх вірогідну відмінність від нормального розподілу.
Другий тип фонової активності (S) був представлений симетричним близьким до нормального (гаусівського) розподілом МІ. Значення асиметрії та ексцесу цих розподілів не перевищували критичного рівня. Нейронів, що мали “S” тип розподілу, було 19%. Як відомо нормальний розподіл МІ формується при надходженні до нейрона основного входу, який визначає середню частоту його розрядів і багатьох додаткових входів приблизно однакової ваги.
Третій тип (Р), що зустрічався у 49% нейронів, зумовлював бімодальне (частіше полімодальне) розподілення МІ. Такі розподіли характеризувалися великим значенням асиметрії та низьким ексцесом і також вірогідно відрізнялися від нормального згідно з критерієм 2. Такий характер розподілів дає підстави вважати, що до цих нейронів надходять періодичні гальмівні впливи, і це зумовлює формування мінімумів і виражених мод в області тривалих інтервалів.
Результати аналізу ІА свідчать про досить складну і різноманітну організацію синаптичних входів до досліджених нейронів. Не можна виключити, що деякі з цих нейронів здатні генерувати активність, яка не зумовлена синаптичними впливами і може розглядатися як сутовласна, або пейсмекерна (Rodieck et al.,., 1962; Anderson, Correia, 1977). Безумовно, дуже велике значення для формування ІА нейронів гіпоталамуса мають гальмівні входи до цих нейронів. Наявність таких ефективних входів згідно з характеристиками гістограм МІ очевидна майже у половини досліджених нейронів.
Очевидно, що викладені вище дані мають досить попередній характер, а припущення щодо функціональної ідентифікації досліджених гіпоталамічних одиниць відповідно характеристикам їх ІА є чисто гіпотетичним; зрозуміло, що даний аспект функціональної організації нейронних систем гіпоталамусу потребує подальших спеціальних досліджень.

2. Кортикофугальні впливи на нейрони гіпоталамуса при поодинокій стимуляції структур неоархіпалеокортексу.

Під час дослідження реакцій нейронів гіпоталамуса на подразнення еволюційно гетерогенних ділянок кори головного мозку поодинокими стимулами були проаналізовані відповіді 136 клітин. Ми диференціювали нейрони, які реагували на такі подразнення первинним збудженням, первинним гальмуванням або не відповідали на таку стимуляцію.
В тих випадках, коли нейрони генерували фонову імпульсацію, як вірогідні розглядалися відповіді, які являли собою відхилення від рівня фону на подвоєне стандартне відхилення значення частоти.
Поодинока стимуляція прореальної звивини викликала в досліджених гіпоталамічних нейронах головним чином збуджувальні відповіді. Кількість таких реакцій більш ніж в чотири рази перевищувала кількість гальмівних відповідей. При стимуляції поясної звивини співвідношення збуджувальних і гальмівних реакцій на поодинокі подразнення було значно меншим і складало 1,5:1,0. В умовах подразнення піріформної кори поодинокими стимулами активаційні та гальмівні реакції нейронів реєструвалися практично однаково часто. Загальна кількість гальмівних відповідей на поодинокі подразнення цієї ділянки в два рази перевищувала кількість збуджувальних.
Аналіз реакцій гіпоталамічних нейронів на поодиноку стимуляцію різних кортикальних структур показав, що найбільш виражені реакції з мінімальними латентними періодами (ЛП), які складали менш ніж 6 мс, відмічалися при подразненні прореальної звивини. Виняток становили лише реакції нейронів Hvm, де середній ЛП був 23 мс. Найменш інтенсивні відповіді з максимальними ЛП спостерігалися при подразненні гіпокампа, особливо у нейронів Hvm, де середня тривалість ЛП складала 52 мс (це були переважно гальмівні реакції). Ці дані узгоджуються з результатами морфологічних досліджень (Микеладзе, Кикнадзе 1965; 1969; Львович, 1971; Самойлов, 1972; Mogenson, 1981; Казаков, Кравцов, 1978; Казаков и др., 1976, 1986, 1990; Kazakov et al., 1992; Kurzina et al., 1995; Swanson, Risold et al., 1997).
Слід відзначити досить широке представництво різних структур неоархіпалеокортексу в гіпоталамічній ділянці, що у значній частині випадків зумовлює можливість перекриття проекцій однієї ділянки кори представництвом іншої (Казаков, Кравцов, 1978; Баклаваджян, 1981; Kazakov et al., 1992; Azuma, Chiba, 1996; Иваницкий, 1997). У кожній з ділянок гіпоталамуса виявлялися нейрони, що відповідали на подразнення однієї, двох, трьох, або всіх чотирьох тестованих кортикальних ділянок (неконвергентні, бі-, три- та тетраконвергентні нейрони). В умовах наших експериментів при кортикальних подразненнях поодинокими стимулами найбільше число конвергентних елементів спостерігалось у HL і Нvm, де локалізувалися фокуси з вираженою конвергенцією сигналів з різних кортикальних ділянок. З біконвергентних нейронів у цих відділах гіпоталамуса домінували клітини, до яких надходили сигнали з прореальної звивини та поясної кори. Серед триконвергентних нейронів переважали клітини у НL і Нvm, що відповідали на подразнення прореальної і поясної звивин і піріформної кори. Нейрони, що реагували на поодинокі подразнення всіх чотирьох тестованих кортикальних структур, були поодинокими, і локалізувалися вони в основному у НL. При поодиноких подразненнях різних ділянок кори у конвергентних одиниць ми виявляли здебільшого активаційні відповіді.

3. Ефекти серійної стимуляції різних кортикальних структур в нейронах гіпоталамуса.

В умовах серійної стимуляції (як найбільш адекватної) була досліджена активність 74 гіпоталамічних нейронів. Аналіз кортикофугальних впливів на гіпоталамічні нейрони показав, що у 15% нейронів серійна кортикальна стимуляція, не викликаючи статистично вірогідних зрушень фонової частоти імпульсації, призводила до перетворення типу розподілу тривалостей міжімпульсних інтервалів.
Найбільш поширеними формами зміни структури фонової імпульсної активності у гіпоталамічних нейронів під впливом серійних кортикальних подразнень були два види реакцій. Перша полягала у перетворенні симетричного “S” – розподілу у “P” – розподіл, переважно за рахунок появи коротких МІ у період післядії подразнення. Серед усіх проаналізованих нами випадків трансформації розподілів МІ частка подібних змін склала 50%.
Друга реакція полягала у переході “А” – розподілу у “Р”. Таких реакцій було 25%. До інших форм перетворення імпульсних потоків у нейронів гіпоталамуса під впливом серійних кортикальних стимулів слід віднести перехід “Р” – розподілу у “А” або “Р” у “S”, але кожне з цих перетворень зустрічалося у досить невеликій кількості випадків.
Слід зазначити, що будь-якого чіткого зв’язку між характером перетворення одного розподілу МІ у інший, і локалізацією досліджуваного нейрону або видом кортикального подразнення нам виявити не вдалося.
Застосування подразнень кортикальних структур з різними частотами (6, 8, 12, 30, 60, 100 с-1) принципово не змінювало напрямку виниклих реакцій. Якщо при подразненні будь-якої структури розвивалася гальмівна реакція, то вона відзначалася і при використанні інших частот подразнення. Разом з тим, зростання частоти подразнення звичайно помітно змінювало загальну інтенсивність реакції (кількість імпульсів в ній). Найчастіше з підвищенням частоти подразнення вираженість реакції майже лінійно зростала, але це звичайно спостерігалося у обмеженому діапазоні частот кортикальної стимуляції
Докладний аналіз реакцій нейронів гіпоталамуса на серійні подразнення неоархіпалеокортексу показав, що збуджувальні та гальмівні реакції часто формували відповіді з наявністю on-off-ефектів.
Серійна стимуляція прореальної і поясної звивин, піріформної кори та гіпокампа викликала в нейронах досліджуваних ділянок гіпоталамуса переважно гальмування. Лише при подразненні прореальної звивини в HL співвідношення гальмівних і збуджувальних реакцій складало 0,8:1,0, причому це була єдина ділянка гіпоталамуса, в якій збуджувальних відповідей на серійну стимуляцію неоархіпалеокортексу реєструвалося більше, ніж гальмівних. Загальна кількість гальмівних відповідей на серійну стимуляцію прореальної кори в 1,7 рази перевищувала кількість збуджувальних. На подразнення поясної кори серіями стимулів нейрони гіпоталамуса також відповідали переважно гальмівними реакціями, які виникали в три рази частіше, ніж збуджувальні. Під час серійної стимуляції піріформної кори ми реєстрували найбільшу кількість нейронних реакцій, але серед них в цілому гальмівних було в дев’ять разів більше, ніж збуджувальних. На серійні подразнення гіпокампа нейрони гіпоталамуса відповідали менш активно, ніж на подразнення інших ділянок кори. Однак і в цих умовах гальмівних відповідей спостерігалося в шість разів більше порівняно із збуджувальними.
При серійному подразненні неоархіпалеокортексу значно збільшувалася відносна кількість тетраконвергентних нейронів. Якщо на поодинокі подразнення кори таких клітин було тільки 5 %, то при серійній стимуляції ми зареєстрували 15% тетраконвергентних нейронів, тобто втричі більше. Локалізувалися вони здебільшого в вентролатеральних відділах НL і Нvm. Саме тут виявлялися основні фокуси конвергенції. На відміну від ефектів поодинокої стимуляції, при серійних подразненнях для цих фокусів конвергенції характерною була наявність нейронів з гальмівним типом реакції на всі види тест-стимуляції. Співвідношення видів реакцій за подібних умов було таким: збуджувальних відповідей реєструвалося всього 4 %, а гальмівних – 34 %. При серійній стимуляції кортикальних структур, порівняно з поодинокою, зменшувалося число нейронів, які відповідали на подразнення двох або трьох ділянок кори. Біконвергентні нейрони відповідали здебільшого на подразнення прореальної та поясної закруток, або поясної закрутки та піріформної кори. Серед триконвергентних нейронів переважали клітини, що відповідали на стимуляцію прореальної й поясної закруток та піріформної кори.

4. Механізми взаємодії кортикальних структур головного мозку з гіпоталамічними нейронами.

Застосування поодиноких та серійних подразнень кортикальних структур дозволило виявити значну різноманітність впливів, яких можуть зазнавати нейрони гіпоталамуса з боку кортикальних структур. При цьому патерни впливів, котрі надходять з різних відділів кори, мають істотні відмінності.
Розглядаючи питання щодо інтенсивності впливів з боку кори великих півкуль мозку, слід відзначити найбільш тісні зв’язки останньої з НL та Нvт. Ми виявили, що саме в цих ділянках гіпоталамуса локалізована максимальна кількість нейронів, реагуючих на стимуляцію неоархіпалеокортексу. Саме тут розміщені два основних фокуси конвергенції впливів до нейронів гіпоталамуса, причому перший знаходиться в дорсолатеральних відділах НL, а другий — в латеральних відділах Нvт. Необхідно підкреслити, що в умовах поодиноких подразнень в цих фокусах переважали нейрони із реакціями змішаного та збуджувального типів, а при серійній стимуляції переважали гальмівні відповіді.
Виявлений градієнт гальмування з боку різних кортикальних структур, очевидно, слід розглядати з урахуванням філогенетичного аспекту. В умовах поодинокої стимуляції мінімальна пропорція гальмівних реакцій відносно збуджувальних спостерігалася при подразненні неокортексу (прореальна звивина), більшою вона була при подразненні проміжної кори (поясна звивина), ще більшою— при подразненні палеокортексу (піріформна кора), а при подразненні архікортексу (гіпокамп) гальмування було практично єдиним видом реакції.
Дещо інша картина відмічалася в умовах подразнення кіркових ділянок серіями стимулів. Збуджувальні реакції в НL переважали тільки при подразненні прореальної звивини, а при стимуляції інших ділянок кори гальмівні реакції в гіпоталамусі реєструвалися набагато частіше, ніж збуджувальні. На серійну стимуляцію поясної звивини та піріформної кори нейрони аНd відповідали тільки гальмуванням. Нейрони Нvт на подразнення піріформної кори та гіпокампа також реагували тільки гальмуванням. Серійні подразнення кортикальних ділянок викликали в нейронах МFВ переважно гальмівні відповіді, причому найбільша їх кількість спостерігалася при подразненні піріформної кори та гіпокампа.
Подібну різницю у співвідношенні гальмівних і збуджувальних реакцій в гіпоталамусі в разі застосування поодиноких та серійних подразнень кортикальних відділів можна пояснити тим, що при серійних подразненнях в більш значній мірі збуджуються додаткові мозкові структури, і це призводить до включення в активність гальмівних клітин, які входять до нейронних ланцюгів (кіл), виявлених раніше (Казаков, Кравцов, 1978).
Таким чином, реакції гіпоталамічних нейронів при надходженні сигналів з різними параметрами від нейронів кори можуть відрізнятися не тільки кількісно, але й якісно (своїм напрямом).
Можна висловити припущення, що коли від нейронів кори до гіпоталамуса надходять поодинокі імпульси (або, можливо, їх дуже короткі серії), розділені тривалими міжімпульсними інтервалами, вірогідність виникнення в нейронах гіпоталамуса короткотривалих дискретних збуджувальних ефектів є в цілому досить значною. Це не виключає можливості того, що на певні гіпоталамічні одиниці можуть здійснюватися також дискретні гальмівні впливи. Якщо ж із кори надходять серійні імпульсні посилання або довготривала імпульсація з достатньою частотою, істотно підвищується вірогідність того, що в даному нейроні гіпоталамуса виникне відповідний період гальмування. Таким чином, специфіка кортикофугального контролю гіпоталамічних механізмів базується не тільки на топічному принципі (пов’язаному, як вже згадувалося, з еволюційними особливостями окремих кортикальних структур). Ефекти кортикальних впливів суттєво залежать від патерну сигналів, які надходять з контролюючих утворень.
Процеси кортикофугального гальмування і збудження, а також їх взаємодія відіграють важливу роль в кортикальному контролі адаптивної поведінки з її вегетативними та емоційними проявами. Це в істотній мірі враховано в теорії емоцій Кеннона, згідно з якою виключення гальмівних впливів кори великих півкуль на гіпоталамус викликає виражені емоційні реакції (Cannon, Britton, 1925).
Результати вивчення конвергентних властивостей гіпоталамічних нейронів дозволяють оцінити характер і деякі механізми інтегративних процесів, що відбуваються в ядрах гіпоталамуса при надходженні до них кортикальних сигналів від еволюційно та функціонально гетерогенних утворень. Перш за все, привертає увагу різна кількість нейронів, що відповідають на подразнення двох і більше кортикальних ділянок, які локалізуються в різних відділах гіпоталамуса. Найбільше їх число спостерігалось у НL і Нvm. Відповідно їх локалізації, це нейрони, які беруть участь в організації складних безумовних харчових рефлексів. Конвергенція кортикальних імпульсів на нейронах гіпоталамуса, очевидно, являє собою універсальне явище і, можливо, лежить в основі процесів інтеграції, які проходять в їх нейронах перед розповсюдженням імпульсації в інші відділи центральної нервової системи.
При співставленні характеристик входів до нейронів гіпоталамуса з кортикальних структур було виявлено, що у деяких нейронів вхід з однієї кортикальної ділянки є збуджуючим, а вхід з іншої – гальмівним; при цьому звичайно один з них є домінуючим. Найбільша кількість таких нейронів була знайдена у НL. Організовані таким чином функціональні ланки припускають вірогідність модуляції впливу однієї кортикальної ділянки впливами, що надходять із іншої кортикальної ділянки.
Порівняння конвергентних властивостей нейронів при поодиноких і серійних подразненнях виявило істотні відмінності ефектів таких впливів. При поодиноких подразненнях неоархіпалеокортексу спостерігалися нейрони гіпоталамуса з діскретними збуджуючими та змішаними реакціями; а під час частотної стимуляції реєструвалися нейрони, що генерували, переважно гальмівні реакції. Така функціональна організація ядер гіпоталамуса дає можливість думати про тонічний характер впливів за умов серійної стимуляції і екстрений характер впливів при поодиноких подразненнях.
Отже, загалом можна виділити два типи впливів на нейрони гіпоталамуса з боку неоархіпалеокортексу: коригуючі тонічні та пускові екстрені.

ВИСНОВКИ
1. Аналіз імпульсної активності гіпоталамічних нейронів довів, що можна виділити три типи динаміки середньої частоти їх імпульсації, які відрізняються ступенем періодичності: безперервний рівномірний, циклічний та пачковий. Виділяються також три типи розподілів міжімпульсних інтервалів фонової активності: симетричний (близький до нормального), асиметричний (близький до пуасонівського розподілу) і полімодальний. Характеристики фонової активності гіпоталамічних нейронів корелюють з функціональними особливостями цієї ділянки.
2. Філогенетично гетерогенні кортикальні структури по-різному зв’язані з ядрами гіпоталамуса. Поясна звивина і піріформна кора справляють найбільш виражені впливи на активність нейронів латерального і дорсального гіпоталамусу, ділянки проекції медіального пучка переднього мозку і вентромедіального гіпоталамусу. Характер впливів на названі гіпоталамічні структури з прореальної звивини і гіпокампа є більш дифузним. Виняток складає чітко виражений зв’язок прореальної звивини з латеральним гіпоталамусом.
3. Реакції нейронів гіпоталамічних ядер при серійній кортикальній стимуляції відрізняються за характером та вираженністю, а іноді і спрямуванням, від ефектів подразнення неоархіпалеокортексу поодинокими стимулами. Серійні подразнення зумовлюють значно більшу відносну кількість гальмівних реакцій гіпоталамічних нейронів.
4. В умовах подразнення структур кори великих півкуль поодинокими стимулами виявлений градієнт гальмування, який полягає у тому, що мінімальна кількість гальмівних реакцій спостерігалася при подразненні неокортексу (прореальна звивина), більшою вона була при подразненні межуточної кори (поясна звивина), ще більшою – при подразненні палеокортексу (піріформна кора), а при подразненні архикортексу (гіпокампа) гальмування було майже єдиним видом реакцій. Градієнт гальмування, виявлений при поодиноких подразненнях, зростає в умовах серійної стимуляції.
5. Застосування подразнень кіркових зон з різними частотами не змінювало напрямку реакцій гіпоталамічних нейронів на серійну стимуляцію. Із зростанням частоти інтенсивність відповіді нейрона могла змінюватися. Близька до лінійної залежність реакції від частоти стимуляції кортикальних структур спостерігається лише в межах певної області частот. Серійна стимуляція кортикальних структур була спроможна змінювати тип часової організації імпульсної активності нейронів гіпоталамуса.
6. Для більшості гіпоталамічних нейронів властива виражена конвергенція сигналів з різних ділянок кори. Виявлено два фокуси такої конвергенції. Перший знаходиться у дорсолатеральних відділах латерального гіпоталамусу, другий – у дорсолатеральних відділах вентромедіального гіпоталамусу. Найчастіше зустрічалося сполучення входів від прореальної, поясної звивин та піріформної кори, а також від прореальної та поясної звивин і від поясної звивини та піріформної кори. При серійній стимуляції неоархіпалеокортексу кількість нейронів, котрі відповідають на подразнення всіх чотирьох кортикальних зон, була втричі більшою, ніж така при поодиноких подразненнях.
7. Загалом можна виділити два типи впливів з боку неоархіпалеокортексу на нейрони гіпоталамусу: коригуючі тонічні та пускові (екстрені). Складна нейронна організація зв’язків еволюційно гетерогенних кортикальних зон з ядрами гіпоталамусу грає найважливішу роль у здійсненні ряду фундаментальних функцій мозку, направлених на формування і реалізіцію різноманітних поведінкових реакцій з їх емоційними та вегетативними компонентами.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Л.В.Натрус, П.Я.Кравцов, И.Э.Кузнецов. Кортикофугальные влияния на нейроны различных отделов гипоталамуса // Нейрофизиология.- 1997.-Т.29, №3.-С.167-175.
/L.Natrus, P.Ya.Kravtsov, I.E.Kuznetsov . Corticofugal Influences on the Neurons of Different Regions of the Hypothalamus // Neurоphysiology.- 1997.-Vol.29, N3.-P.130-136./
2. П.Я.Кравцов, Л.В.Натрус. Особенности реакций нейронов гипоталамуса на серийные раздражения коры головного мозга // Арх. клин. и эксп. мед.- 1998.- Т. 7, №1.-С.83-86.
3. П.Я.Кравцов, Л.В.Натрус. Кортикофугальні впливи на нейронну активність емоціогенно-мотиваційних зон гіпоталамуса // Нейрофизиология.- 1998.-Т.30, № 6.-С.473-478.

/P.Ya.Kravtsov, L.Natrus. Corticofugal Effects on the Neuronal Activity in the Emotiogenic/Motivational Zones of the Hypothalamus // Neurоphysiology.- 1998.-Vol.30, N6.-P. 389-393/
4. П.Я.Кравцов, Л.В.Натрус. Дослідження конвергенції гіпоталамічних нейронів //Фізіологічний журн.- 1999.-Т. 45, № 1-2.-С.127-134.
5. Л.В.Натрус. Особенности конвергенции нейронов гипоталамуса в условиях одиночной и серийной стимуляции коры головного мозга // Вопр. эксп. и клин. мед.: Сб. статей.- Донецк, 1997.- Ч. 2.-С.-127-130.
6. Л.В.Натрус. Взаимодействие возбуждения и торможения на нейронах гипоталамуса при одиночных и серийных раздражениях коры головного мозга // Вопр. эксп. и клин. мед.: Сб. статей.- Донецк, 1997.- Ч. 2.-С. 124-127.
7. Электрофизиологическое исследование интегративной деятельности гипоталамуса, как основы адаптивного поведения с его вегетативными компонентами / П.Я.Кравцов, Л.В.Натрус, Т.И.Панова, Н.В.Прокофьева, В.Ф.Андреева, К.С.Щербаков // Торсуевские чтения: Сб. научн.-практ. работ. Вып.1.- Донецк, 1999.-С.105-108.
8. Соотношение возбудительных и тормозных реакций на нейронах гипоталамуса при раздражении различных отделов коры головного мозга / В.Н. Казаков, П.Я. Кравцов, И.Э.Кузнецов, Л.В.Натрус, Б.Б.Ивнев, С.Н.Щербаков, А.Г.Снегирь, М.А.Снегирь // Физиология в высших учебных заведениях России и СНГ: Материалы научной конференции, посвященной 100-летию кафедры нормальной физиологии СПбГМУ.- Санкт-Петербург, 1998.-С.13-15.
9. П.Я.Кравцов, Л.В.Натрус, В.Ф.Андреєва. Особливості реакцій нейронів гіпоталамусу на подразнення різних відділів кори головного мозку// Фізіологічний журн.-1998.- Т. 44, № 3.-С.38-39.
10. Л.В.Натрус, А.В.Терещенко, Н.В.Прокоф’єва. Особливості реакцій нейронів гіпоталамусу на серійні подразнення кори головного мозку // Фізіологічний журн.-1998.- Т.44, № 3.-С.45-46.
11. RESULTS OF MORPHOLOGICAL AND ELECTROPHYSIOLOGICAL ANALYSIS OF PROJECTIONS FROM THE EVOLUTIONARY DISTINCT CORTICAL AREAS TO PREOPTIC NEURONS / І.Kuznetsov, P.Kravtsov, A.Tereschenko, L.Natrus // Abstr. XXXIII International Congress of Physiological sciences.- St.-Peterburg, 1997.- P 080.02.
12. Л.В.Натрус. Характеристика нейронов эмоционально-мотивационных зон гипоталамуса на стимуляцию различных кортикальных образований // Актуальные проблемы медицины Донбасса : Тез. научных трудов молодых ученых и специалистов. -Донецк, 1997.-С.45.
13. Л.В.Натрус. Роль конвергентной емкости нейронов, как механизма интегративной деятельности гипоталамуса // Актуальные проблемы медицины Донбасса : Тез. научн. тр. молодых ученых и специалистов.- Донецк, 1997.- С.46.
14. Computerized Complex for Functional Identification of Hypothalamic Neurons / V.Kazakov, P.Kravsov, I.Kuznetsov, L.Natrus // Научн. конф. Медицинские приложения математических и инженерных наук: Харьков, 1998.-С.88.

Натрус Л.В. Нейронна організація кортико-гіпоталамічних зв’язків як функціональна основа емоційно-мотиваційної поведінки (електрофізіологічне дослідження).- Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеню кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.03 – нормальна фізіологія. Донецький державний медичний університет ім.М Горького, Донецьк, 1999.
За умов гострого експерименту під комбінованим наркозом досліджувалися реакції нейронів ядер рострального гіпоталамуса на поодинокі та серійні (6—100 с-1) подразнення прореальної і поясної кори, піріформної частки та гіпокампа. Нейронні реакції були поділені на первинно збуджуючи та первинно гальмівні.
Описані особливості часової організації імпульсної активності нейронів гіпоталамусу. Класифіковано три типи такої активності відповідно ступеню циклічності імпульсації та три типи розподілу міжімпульсних інтервалів фонової активності.
Подразнення прореальної звивини поодинокими стимулами викликало збуджувальні реакції в чотири рази частіше, ніж гальмівні. При подразненні поясної звивини співвідношення збуджувальних та гальмівних відповідей було 1,5:1, піріформної кори – 1:1. На подразнення гіпокампу кількість гальмівних реакцій перевищувала кількість збуджувальних в два рази. Градієнт гальмування, виявлений при поодиноких подразненнях, зростав в умовах серійної стимуляції.
Під час серійної стимуляції кіркових ділянок переважали гальмівні відповіді гіпоталамічних нейронів: їх кількість майже в чотири рази перевищувала кількість збуджувальних реакцій. Подразнення з різними частотами не змінювало напрямку реакцій. Встановлено наявність двох фокусів конвергенції сигналів з кортикальних ділянок. Перший локалізується в латеральних відділах гіпоталамуса, другий – у вентромедіальних.
Отримані дані дозволяють розглядати характер взаємовідносин між філогенетично різними утвореннями кори великих півкуль й ядрами гіпоталамусу, а також виділити два типи впливів на нейрони гіпоталамусу з боку неоархіпалеокортекса: пускові (екстрені) та коригуючи тонічні.
Ключові слова: кортико-гіпоталамічні зв’язки, нейронні реакції, гіпоталамус, поодинока стимуляція, серійна стимуляція, конвергенція кортикальних входів.

Natrus L.V. Neuronal organization of the cortico-hypothalamic connections as a functional basis of emotional and motivation behavior. – Manuscript.
Thesis for a degree of Candidate of Medical Sciences in the speciality, 14.03.03 – physiology of humans.- Donetsk State Medical University named after M. Gorky, Donetsk, 1999.
In acute experiments on cats under mixed (ketamine+N20) anesthesia we studied neuronal responses in the rostral hypothalamus to single and serial stimulations (6-100 sec-1) of the prefrontal cortex, cingulate cortex, cortex of the pyriform lobe and hippocampus.
Stimulation of the prefrontal cortex evoked excitatory responses four times more frequently than inhibitory ones. For cingulate cortex stimulation, the ratio of excitatory/inhibitory responses was 1,5:1. Stimulation of the pyriform cortex evoked activatory and inhibitory responses with a nearly similar probability. In the case of hippocampal stimulation, inhibitory responses appeared two times more frequently than excitatory reactions. More expressed prevalence of inhibitory responses was found when serial stimuli were applied. No pronounced changes in the pattern of responses were found when the frequency of stimulation increased, and only the intensity of reactions was modified.
We have delineated two main foci of convergence of signals from the above mentioned cortical areas. The first such focus was located in the lateral hypothalamic nucleus, while the second was identified in the ventromedial hypothalamus nucleus.
The data obtained allow us to classify two types of influences, which the evolutionary distinct cortical areas exert upon hypothalamic neurons: there are tonic corrective (emulated by serial stimulation) and triggering (single stimulation) influences.
Key words: corticohypothalamic connections, neuronal responses, hypothalamus, single stimulation, serial stimulation, convergence of cortical inputs.

Натрус Л.В. Нейронная организация кортико-гипоталамических связей как функциональная основа эмоционально-мотивационного поведения (электрофизиологическое исследование).- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.03 – нормальная физиология Донецкий государственный медицинский университет им. М.Горького, Донецк, 1999.
Исследовались реакции нейронов латерального гипоталамуса (HL), вентромедиального гипоталамуса (Hvm), области дорсального гипоталамуса (aHd) и области проекции медиального пучка переднего мозга (MFB) на одиночные и серийные раздражения (6-100 с-1) прореальной (поле 8), поясной (поле 24) коры, пириформной доли (периамигдалярная кора) и гиппокампа (СА3).
При анализе гистограмм средней частоты (частотограмм) выделено три вида фоновой активности, отличающихся разной степенью периодичности импульсации: непрерывная активность нерегулярного характера с монотонной гистограммой текущей средней частоты и отсутствием периодичности; непрерывная периодическая активность, в которой наблюдались периодические учащения и урежения с интервалами порядка 2-10 с; фоновая активность третьего типа представлена периодически возникающими группами разрядов (пачками), средняя продолжительность которых была равна 2-3 с и которые разделялись таким же или несколько большими по длительности (3-4 с) интервалами. Были выявлены три типа распределения длительностей межимпульсных интервалов: асимметричный (А), симметричный (S), полимодальный (Р). Под влиянием кортикальных раздражений у 15% нейронов наблюдалось преобразование одного типа распределения в другой: чаще всего “S” в “Р” или “А” в “Р”.
Реакции нейронов были разделены на две группы: первично возбудительные и первично тормозные. При раздражении прореальной извилины возбудительных реакций регистрировалось в четыре раза больше, чем тормозных. На раздражение поясной извилины возбудительных ответов также было больше, их соотношение с тормозными составляло 1,5:1. Раздражение пириформной коры вызывало в равной степени активационные и тормозные реакции нейронов. При раздражении гиппокампа заметно превалировали тормозные ответы, их общее количество в два раза превышало количество возбудительных.
Сравнение латентных периодов (ЛП) реакций нейронов гипоталамуса показало, что наиболее выраженные реакции с минимальным ЛП (порядка 6 мс) отмечались при раздражении прореальной извилины, (исключение составляли реакции нейронов Hvm). Наименее выраженные ответы с максимальным для гипоталамуса ЛП наблюдались при раздражении гиппокампа, особенно у нейронов Hvm, где средняя величина ЛП составляла более 50 мс.
В ходе экспериментов изучались реакции нейронов гипоталамуса на серийные кортикальные раздражения с частотой 6, 8, 12, 30, 60 и 100 с-1. Применение стимулов разной частоты не изменяло общей направленности реакции: если при стимуляции какой-либо кортикальной структуры с какой-то частотой возникала тормозная реакция, то она отмечалась и при использовании иных частот раздражения. Обычно с возрастанием частоты раздражения выраженность реакции (количество импульсов, генерируемых нейроном при данной интенсивности раздражения) изменялась. Чаще всего, с повышением частоты раздражения выраженность реакции почти линейно возрастала, однако это отмечалось лишь в определенном диапазоне частот.
В условиях серийной стимуляции неоархипалеокортекса выявлено четыре основных типа реакций: возбудительные, тормозные реакции, а также возбудительные и тормозные on-off-эффекты. При серийных раздражениях корковых структур тормозные реакции возникали значительно чаще, чем возбудительные (соотношение 3,8:1). Особенно ярко преобладание тормозных ответов нейронов гипоталамуса над возбудительными наблюдалось при серийных раздражениях пириформной коры (9:1), при раздражении поясной извилины количество тормозных реакций в три раза превышало количество возбудительных, а при раздражении прореальной извилины соотношение тормозных и возбудительных реакций составляло 1,7:1. На серийные раздражения гиппокампа реагировали менее 50% нейронов гипоталамуса, и при этом тормозных ответов было в шесть раз больше, чем возбудительных. Нейроны, отвечающие на предъявление серийных стимулов, локализовались преимущественно в латеральных отделах HL, Hvm и MFB, где наблюдались наиболее выраженные фокусы конвергенции.
При одиночной стимуляции коры больших полушарий был выявлен градиент торможения, рассматриваемый с учетом филогенеза кортикальных структур. Минимальное преобладание тормозных реакций над возбудительными наблюдалось при раздражении неокортекса (прореальная извилина), большим оно было при раздражении межуточной коры (поясная извилина), еще большим – при раздражении палеокортекса (пириформная кора), а при раздражении архикортекса (гиппокампа) торможение было практически единственным видом реакции. Градиент торможения возрастает в условиях серийной стимуляции.
Установлено наличие двух фокусов с выраженной конвергенцией сигналов из кортикальных областей. Первый локализовался в латеральных ядрах гипоталамуса, а второй – в вентромедиальных. При одиночных раздражениях структур неоархипалеокортекса наблюдались в основном возбуждающие и смешанные реакции нейронов гипоталамуса, а во время частотной стимуляции регистрировались нейроны, отвечающие преимущественно тормозными реакциями.
Полученные данные позволяют более адекватно рассматривать характер взаимодействия между филогенетически различными образованиями коры больших полушарий и определенными ядрами гипоталамуса. Учитывая характер ответов на серийную стимуляцию и одиночные раздражения можно выделить два типа влияний на нейроны гипоталамуса со стороны неоархипалеокортекса: корригирующие тонические и пусковые экстренные.
Выявленная нами сложная нейронная организация связей эволюционно гетерогенных кортикальных зон с ядрами гипоталамуса является важнейшим компонентом функциональной нейрофизиологической основы различных форм адаптивного поведения с его эмоциональными и вегетативными составляющими.
Ключевые слова: кортико-гипоталамические связи, нейронные реакции, гипоталамус, одиночная стимуляция, серийная стимуляция, конвергенция кортикальных входов

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019