Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / VII Междисциплинарная конференция по биологической психиатрии «Cтресс и поведение»

Перестройка пространственно-временной организации веретен эког кролика сенсорной стимуляции

Показано (Буриков и др., 1979; Буриков, 1989; Вербицкий, 1980; Фельдман и Буриков, 1983), что в развитии медленноволновой фазы сна происходит определенная перестройка пространственно-временной организации веретенообразной активности. В основе такой перестройки лежит деятельность неспецифических таламических структур, которые относят к одной из важнейших сомногенных систем мозга. К настоящему времени имеются многочисленные данные о том, что особым образом организованной сенсорной стимуляцией можно влиять на переход от бодрствования ко сну и на развитие сна (Буриков и др., 1985; Гутерман и др., 1997; Чебкасов, 1994; Чебкасов и др..1995), однако механизмы такого влияния остаются не выясненными. В связи с этим для отработки методов направленного воздействия на возникновение и развитие медленноволновой фазы сна является перспективным исследование влияния сенсорной стимуляции на пространственно-временную организацию веретенообразной активности.

«Спонтанная» веретенообразная активность и реакция вовлечения представлены в биоэлектрической активности сенсомоторной коры кролика от локальной до генерализованной разные пункта коры могли отличаться длительностью и формой веретен, частотой и формой волн. Веретена разных пунктов, как правило, возникали и завершались синхронно, в виде периодически появляющихся пакетов. Разброс моментов возникновения «спонтанных» веретен не превышало 2 с, а веретен реакции вовлечения – 1.5 с. Кроме веретен, организованных в пакеты, возникали и локальные, внепакетные веретена при отсутствии веретен в близкие моменты времени в других пунктах коры. Имело место и спонтанное рассогласование веретенообразной активности разных пунктов коры, обычно длящиеся не более 2 мин. Все эти закономерности как «спонтанной» пространственно-временной организации, так и вызванной низкочастотной стимуляцией структур таламуса, соответствовали описанным ранее (Буриков и др., 1978; 1979; 1989; Вербицкий, 1988, 1989; Фельдман, Буриков, 1983). Краткая сенсорная стимуляция, звуковая, электрокожное раздражение, а также световое и тактильное раздражение (0.5-3 с), предъявляемое в интервале между пакетами веретен, влияло одним из трёх способов: удлиняло межпакетный интервал, не затрагивая структуру пакета веретен; вызывало пропуск ожидаемого веретена (обычно только в области коры, близкой к функциональной принадлежности стимула) или временную (20-70 с) десинхронизацию веретенообразной активности отдельных пунктов коры при сохранении синхронности появления веретен других областей.

Смена модальности раздражения. Если краткий стимул предъявлялся во время пакета веретен, то происходило укорочение последующего межпакетного интервала. Структура пакета веретен, во время которого предъявлялся стимул не менялась, но, если стимул попадал на начало пакета, наблюдались пропуски веретен в тех пунктах, где веретена к моменту начала стимула не успевали развиться. Структура очередного пакета веретен, как правило не изменялась.

Длительное предъявление сенсорного стимула приводило к изменениям пространственно-временной организации как «спонтанной» веретенообразной активности, так и реакции вовлечения. Наблюдалась концентрация веретенообразной активности, и веретена возникали только в части пунктов коры. Пакеты веретен начинали возникать с большим периодом, синхронность веретен в пакетах снижалась или оставалась неизменной. Все это отмечалось в стадии стабилизации, но ей обычно предшествовал переходный период, по своему характеру и зависимости от фаз веретенообразной активности повторяющими ее перестройку, возникающие на краткую стимуляцию. Длительность фазы стабилизации зависела от модальности стимула и при звуковом раздражении длилась 2-5 мин, а при электрокожном раздражении 3-10 мин. «Концентрация» веретенообразной активности длилась обычно дольше и достигала 10-25 мин.

Используя низкочастотные (0.2-0.01 Гц) амплитудную или частотную модуляцию, выяснили, что возможны несколько режимов функционирования систем генерации веретенообразной активности: 1) гармонического захвата частоты вынуждающего воздействия, когда пакеты веретен появлялись в ритме модуляции; 2) мультипликации ритма, когда частота появления пакетов была в целое число раз больше частоты вынуждающего воздействия; 3) демультипликации ритма или деления частоты, когда частота появления пакетов веретен была в целое число раз меньше частоты вынуждающего воздействия; 4) собственного ритма, когда пакеты веретен возникали не зависимо от частоты вынуждающего воздействия.

Обнаружено, что при 25% модуляции имелась не большая зона (0.08-0.14 Гц), в которой был возможен захват частоты вынуждающего воздействия. При 50% глубине модуляции зона захвата была шире (0.05-0.3 Гц). Анализ фазовых отношений показал, что пакеты веретен возникали на снижение интенсивности стимуляции. С ростом частоты вынуждающего воздействия увеличивался фазовый сдвиг. При достижении фазового сдвига определенного значения происходило скачкообразное изменение режима функционирования и система от гармонического захвата переходило к субгармоническому. Наблюдалась меньшая устойчивость фазовых отношений пакетов веретен к вынужденному сенсорному стимулу, чем при таламическом вынуждающем воздействии (Коган и др., 1976, 1978). Сравнение синхронизации внутрипакетных веретен на разных частотах стимуляции показало, что в диапазоне гармонического захвата частот синхронность несколько выше, чем в режимах субгармонического захвата и режима мультипликации ритма. Примечательно, что число сбоев, т.е. появление локальных внепакетных веретен и локальных пропусков веретен, было минимально в режиме гармонического захвата частоты и вынуждающего воздействия и увеличивалось на границах усвоения ритма. Таким образом, показано, что сенсорная стимуляция влияла на пространственно-временную организацию веретен ЭКоГ. Краткая стимуляция вызывала кратковременную перестройку после чего веретенообразная активность возвращалась к исходному уровню. Длительная стимуляция вызывала кратковременную перестройку пространственно-временной организации веретенообразной активности, соответствующую изменениям, наблюдаемым при кратковременной стимуляции, затем картина стабилизировалась, но от исходного состояния отличалась меньшей генерализованностью и большим возникновением пакетов веретен. Периодически изменяющаяся сенсорная стимуляция позволяла в определенном пределе изменять период появления пакетов веретен причем как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Выявленные перестройки веретенообразной активности, как «спонтанной», так и реакции вовлечения, наблюдаемая при развитии «естественного» сна (Буриков и др., 1980; Буриков, 1985, 1989; Гутерман и др., 1997), могут быть вызваны модулированной сенсорной стимуляцией. Такой метод периодически меняющегося звукового раздражения может быть способом управления развитием медленноволновой фазы сна человека.