WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Изучение влияния уровня базовой тревожности на показатели виброакустических вызванных потенциалов у кошек во время сна

-- [ Страница 1 ] --


На правах рукописи
КРИВОХЛЯБОВ Илья Петрович
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ БАЗОВОЙ ТРЕВОЖНОСТИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ У КОШЕК ВО ВРЕМЯ СНА
Специальность 03.03.01 - физиология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Астрахань 2010
Работа выполнена в НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана Южного федерального университета, в Учреждении Российской академии наук Южный научный центр РАН
Научный руководитель: доктор биологических наук Вербицкий Евгений Васильевич
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник. Ковальзон Владимир Матвеевич
доктор биологических наук, Горст Нина Александровна доцент
Ведущая организация: НИИ высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Защита диссертации состоится «25» июня 2010 г. в «10.00» часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д. 1. Естественный институт АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, д. 1
Автореферат разослан «_____»______________ 2010 г. Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Нестеров Юрий Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Базовая тревожность это способность организма связывать новые раздражители с потенциальной угрозой (Калуев, 1996, 2006), которая на 40-50% детерминирована генетически (J. Crawley, 1995), определяет поведение в бодрствовании (File, 1995; 2001) и способна влиять на развитие сна (Вербицкий, 2003; Ковров, Вейн, 2004).

Проявления тревожности в бодрствовании затрагивают реактивность организма. Считается, что механизмы тревожности обусловлены активностью лимбического комплекса, связанного с корой больших полушарий, гипоталамуса, таламуса и других образований мозга (Соколов, 1969, 1997; Толкунов, 1995; Хасабов, 1996; Чилингарян, 1999; Мержанова и др., 2002, 2005). Проявления тревожности отражаются в реактивности бодрствующего организма животных (Tucker et al., 1977), характеристиках ЭКоГ и вызванных потенциалов (McNally, 1982).

Однако проявления тревожности у животных во время эпизодов сна изучены недостаточно. А эффективность метода вызванных потенциалов у спящих животных низка, так как раздражители разной модальности оказывают подбуживающее действие. В связи с этим актуальным является поиск новых подходов инициирования вызванных ответов во время сна. Особое внимание здесь обращается на виброакустические раздражения, используемые для улучшения слуха тугоухих пациентов.

Преимуществом данного метода является то, что виброакустические стимулы минуют периферию и раздражают центральную часть слухового анализатора через кости черепа (Bauer et al., 1997; Schwab et al., 2000). В соответствие с этим отклики на виброакустические раздражения несколько отличаются по форме от вызванных ответов на звуковые стимулы. Кроме того, не ясно как они изменяются во время сна (Шагас, 1975).

Не понятно, также какие из изменений вызванных потенциалов в цикле сон-бодрствование обусловлены реорганизацией церебральных функций во сне, а какие определяются индивидуальными особенностями животных, в частности уровнем базовой тревожности организма? С целью получения ответа на этот и другие вопросы выполнялась настоящая работа.

Целью настоящей работы являлось изучение влияния уровня базовой тревожности на показатели вызванных потенциалов, вызываемых виброакустическими стимулами и их габитуации у кошек при развитии сна.

Задачи исследования:



1. Разработать методику дифференциации кошек (по характеру поведения и по частоте дыхания в новой обстановке) на животных с высоким и низким уровнем базовой тревожности для анализа индивидуально-типологических особенностей вызванных ответов.
2. Исследовать влияние уровня тревожности животных на величины порогов пробуждения кошек виброакустическими раздражителями из разных фаз сна и проанализировать особенности развития интактного сна у животных с разным уровнем тревожности.
3. Изучить влияние уровня тревожности на показатели вызванных ответов на виброакустические раздражители, а также исследовать габитуацию их амплитуды у предварительно адаптированных животных по мере углубления медленноволновой фазы сна.

Научная новизна результатов исследования. Получены новые данные, расширяющие представления о порогах пробуждения из различных фаз сна у кошек, отличающихся уровнем базовой тревожности.

В дополнение к известным сведениям об использовании виброакустических раздражителей у тугоухих пациентов, исследованы амплитудные и временные показатели вызванных потенциалов на эти раздражители околопороговой интенсивности у животных разного уровня базовой тревожности во время развития медленноволновой фазы сна.

На основании анализа габитуации компонентов виброакустических вызванных потенциалов, предложена гипотеза о роли активирующих и синхронизирующих процессов в ЦНС у кошек, отличающихся уровнем базовой тревожности в динамике медленноволнового сна.

Научно-практическая значимость работы. Теоретическое значение работы заключается в формировании новых взглядов на нейрофизиологические механизмы индивидуальности в саморегуляции сна, обусловленной уровнем базовой тревожности. Полученные данные вносят вклад в понимание функций и механизмов тревожности млекопитающих и дополняют сложившиеся представления об основных механизмах состояний сна и бодрствования.

Практическая ценность связана с возможностью использования полученных результатов для дальнейших исследований сна и тревожности, особенно для применения экспериментальных моделей на животных, позволяющих изучать интактный сон и его расстройства (снохождение, синдром беспокойных ног, апноэ, гипопноэ сна и т. п.), обусловленные высоким уровнем тревожности.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Представляется, что показатели виброакустических вызванных потенциалов и их габитуации позволяют оценивать соотношение процессов активации и синхронизации в ЦНС во время развития сна.
  2. Доказывается, что обусловленные уровнем базовой тревожности животных индивидуально-типологические отличия базируются на соотношении процессов активации и синхронизации в ЦНС, оцениваемых во время сна.
  3. Обосновывается важная роль активирующих образований ретикулярной формации, лимбического комплекса и синхронизирующих ядер неспецифического таламуса в определении выраженности базовой тревожности животных во сне.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на конференциях молодых ученых базовых кафедр ЮФУ и ЮНЦ РАН (Ростов-на-Дону, 2006-2009), на конференции «Функциональное состояние и здоровье» (Ростов-на-Дону, 2006), школах-конференциях «Сон – окно в мир бодрствования» (Ростов-на-Дону, 2005; Москва, 2007), на конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 2009) на научных семинарах и на заседаниях Ученого Совета НИИ нейрокибернетики Южного федерального университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и в рецензируемых изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, включающих обзор литературы, методику, результаты, обсуждение результатов, выводов и библиографического указателя. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит 6 таблиц и 22 рисунка. Библиография включает 150 отечественных и 30 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводились на предварительно подготовленных животных (взрослых котах весом 2,5–5,0 кг), которым были вживлены электроды для отведения электрокортикограммы от симметричных областей вторичной слуховой, соматосенсорной, теменной ассоциативной и зрительной коры, электроокулограммы, электромиограммы шейных мышц, электрокардиограммы; частота дыхания фиксировалась датчиком в специальном жилете. Все животные по характеру поведения в новых условиях и частоте дыхания были предварительно дифференцированы на две группы особей: с высоким (9 котов) и низким уровнем базовой тревожности (6 котов).

Виброакустическое раздражение черепа производилось костным индуктором AV-5, закрепленным в области точки «брегма» винтами из нержавеющей стали, которые предварительно были фиксированы к костям черепа животного акриловым пластиком между разъемами, предназначенными для подключения к усилителю биопотенциалов от электродов, вживленных в мозг. Кортикальная активность регистрировалась эпидурально. Индуктор активировался одиночными тоновыми посылками с частотой в 1 кГц и длительностью до 5 мс. Вибрационные толчки вызывали отклики в электрической активности головного мозга в виде вызванных потенциалов. Одиночные вызванные потенциалы усреднялись, оценивались средние показатели их амплитуды и латентных периодов (Вербицкий, Топчий, 2005).





Животные адаптировались к пребыванию в экспериментальной камере, в которой ожидали получения пищи, после чего дремали и погружались в сон. При этом коты были приучены к виброакустическим раздражителям. Поэтому их предъявление животным не вызывало ориентировочную реакцию как в бодрствовании, так и во время сна, а также пробуждение животных и уменьшение глубины сна. Электрическую активность мозга отводили эластично подвешенными проводами, которые не ограничивали подвижность животных, усиливали полисомнографом Leonardo с параллельным видеомониторированием (Кривохлябов, 2006; Тумасова и др., 2006). После элиминирования артефактов, полисомнограмму обрабатывали и строили гипнограммы для оценки изменений глубины сна. По гипнограммам выделяли участки спокойного бодрствования животных, а также дифференцировали медленноволновую фазу с участками неглубокого и глубокого сна, а также фазу быстрого сна. На основании анализа переключения фаз строили циклы сна. В циклах выделяли моменты переключения уровней медленноволнового сна и возникновение спонтанных активаций.

Вызванные потенциалы инициировались тональными посылками (1 кГц, 10 мс) околопороговой интенсивности, подаваемыми на виброакустический индуктор AV-5. Индуктор фиксировался винтами на костях черепа кошек между разъемами для подключения проводов, которые связывали вживленные электроды и входы полисомнографа.

В течение 500 с после предъявления раздражителя производили усреднение вызванных ответов. Интервал усреднения объединял десять предъявлений раздражений. Усреднялись компоненты P1 (42-46 мс), N1 (70-90 мс), P2 (100-180 мс), N2 (200-290 мс) и оценивался размах комплексов N1P2, P2N2. Всего предъявлялось по 330 раздражений, дифференцированных на 11 серий (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55) стимулов, подаваемых через 1 с. Пауза между сериями составляла 2 с. В каждой серии усреднение ответов производилось для десяти последних стимулов.

Габитуацию оценивали по разнице амплитуд комплексов вызванных потенциалов первого и последнего усреднения, а скорость развития габитуации с первого по последнее усреднение, в соответствии с результатами метода наименьших квадратов, наиболее адекватно аппроксимировалась ветвью гиперболы (Sokal, Rohlf, 1997). Гипербола вида y = a / x + b характеризовалась коэффициентами a, b, значения которых определялись путем решения системы нормальных уравнений:

,

где yi - амплитуда комплексов вызванных потенциалов, xi – количество стимулов на i-том усреднении, i – номер усреднения, n – число усреднений. Достоверность различий габитуации амплитуд комплексов вызванных потенциалов и их габитуации на i-том усреднении, различий значений a, b, k, усредненных по группам испытуемых, оценивалась по критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование амплитудных и временных показателей компонентов вызванных потенциалов во время сна

Адаптация животных к условиям экспериментальной камеры и к предъявлению стимулов наступала примерно через 4 недели после начала наблюдений. После адаптации предъявление виброакустических раздражителей не оказывало влияния на спокойное бодрствование. После предъявления виброакустических раздражений не возникали активации головного мозга. Это касалось как генерализованных, так и локальных церебральных активаций. При этом не изменялся уровень бодрствования, не регистрировались вокализации, не возникали движения головы, а также не изменялась поза, в которой пребывало животное. Хотя компоненты вызванных потенциалов на раздражения регистрировались устойчиво.

При развитии эпизодов медленноволнового сна подача раздражений не пробуждала животное из медленноволновой фазы сна. Более того, такие раздражения не влияли на глубину развития сна и не приводили к переключению фаз сна. Они также не способствовали возникновению переходов из глубокого в неглубокий медленноволновый сон (рис. 1).

 Полиграмма глубокого медленноволнового сна кота с низким уровнем-3

 Полиграмма глубокого медленноволнового сна кота с низким уровнем-4

Рис. 1. Полиграмма глубокого медленноволнового сна кота с низким уровнем тревожности при подаче виброакустического раздражения.

Примечание: Каналы 1,2,3,4,9,10,11,12 – ЭкоГ; 5,6 – ЭОГ; 7 – ЭМГ; 14 – частота дыхания; 19, 20 – пульсоксиметрия. Подача раздражения указана стрелкой.

Вызванные потенциалы на виброакустические раздражения регистрировались во время сна не только в проекционной области коры слухового анализатора, но и в теменной ассоциативной коре, а также в регионах зрительной и соматосенсорной коры с угнетением коротколатентных компонентов и с меньшей амплитудой средне- и длиннолатентных комплексов ответов.

Усреднение вызванных ответов позволило устойчиво выявлять в области соматосенсорной коры компоненты вызванных потенциалов среднего латентного периода N1, P2 и N2. При углублении сна значения усредненных значений межпиковых амплитуд комплексов N1P2 и P2N2, зарегистрированных в симметричных пунктах теменной ассоциативной коры, претерпевали изменения (табл. 1).

Установлено увеличение амплитуды компонентов ВП у животных с высоким и низким уровнем тревожности в глубоком сне, наиболее стабильные значения амплитуд регистрировались в компонентах ВП P1, N1, большей вариабельностью отличались значения амплитуд компонентов P2, N2.

Помимо этого были зарегистрировано увеличение (р< 0,05) латентных периодов выделенных комплексов N1P2 и P2N2 вызванных потенциалов при переходе от неглубокого к глубокому медленноволновому сну.

Таблица 1



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.