Материалы медицинских конференций

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

Участие гамк-ергической нейромедиаторной системы в выработке и реализации внутреннего торможения

Процесс обучения включает образование двух основных форм адаптивного поведения: возникновение новых навыков и представлений и торможение реакций, неадекватных данным условиям среды [Павлов, 1973]. Было показано, что торможение может происходить либо вследствие влияния посторонних раздражителей на текущую деятельность (внешнее, безусловное торможение), либо вследствие обучения (внутреннее торможение). Внутреннее торможение возникает в структурах головного мозга при повторении любых раздражителей без биологически значимого подкрепления и выражается в исчезновении периферических реакций (вегетативных, секреторных, двигательных: автоматических и произвольных), ориентировочных либо условнорефлекторных, исходно вызываемых этими раздражителями. Внутреннее торможение не тождественно утомлению. Оно имеет активную природу. В поведенческом плане природа внутреннего торможения как специфического нервного процесса проявляется в том, что в случае присоединения тормозного стимула к активирующему этот стимул снижает интенсивность условного рефлекса. Кроме того, заторможенные при повторении неподкрепляемого стимула реакции временно восстанавливаются при изменении условий опыта, в том числе при изменении интенсивности либо времени действия тормозного раздражителя. Открытие школой Павлова специфического тормозного процесса, возникающего в результате обучения, является не менее фундаментальным достижением нейрофизиологии, чем выявление механизмов и закономерностей образования новых активных форм поведения. Именно внутреннее торможение обеспечивает возможность тончайшего приспособления животных и человека к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Оно определяет выбор наиболее адекватных форм поведения, затормаживая, ограничивая выход возбуждения на периферию, и не только на периферию, но и в сферу сознания, предотвращая тем самым осуществление бесчисленного множества реакций, не соответствующих данной ситуации, ненужных для текущего образа действий и мышления. Внутреннее торможение играет решающую роль в организации правильного социального поведения человека, в реализации самых разнообразных форм его деятельности, от элементарных бытовых навыков до высших форм творческой активности. Согласно представлению И.П.Павлова, научная деятельность человека заключается в поиске, отборе и закреплении гипотез, соответствующих действительности, и в отбрасывании, затормаживании неправильных, ошибочных умозаключений.

В последние годы жизни И.П.Павлов уделял пристальное внимание физиологическим механизмам нервно-психических заболеваний. Одним из основных итогов этого раздела его работы является установление факта, что в их основе лежат разные формы нарушения нормального взаимодействия тормозных и возбудительных процессов в ЦНС. Нейрофизиологические механизмы внутреннего торможения во времена Павлова и долгий период в более поздние годы были неизвестны. Этой важной проблеме и в настоящее время уделяется недостаточно внимания. Возможно, это происходит потому, что некоторыми ведущими нейрофизиологами само существование внутреннего торможения как специфического нейрофизиологического процесса было поставлено под сомнение [Skinner, 1959, Анохин, 1968].

Анализируя возможные механизмы внутреннего торможения, Павлов предполагал, что оно возникает вследствие прекращения работы соответствующих нервных клеток. Это представление долгое время оставалось как бы само собой разумеющимся и для многих других исследователей внутреннего торможения. Однако исследования суммарных медленных колебаний потенциала, проведенных на самых разных объектах вплоть до человека, показали, что при повторении неподкрепляемых раздражителей наблюдается повышение амплитуды как фоновых, так и вызванных колебаний потенциала. При действии подкрепления, вызывающего активную деятельность, наблюдается снижение этой амплитуды [Шульгина, 1987]. Этот факт не согласуется с предположением о прекращении работы нервных клеток при реализации внутреннего торможения. Проведенные нами эксперименты с применением одновременной регистрации суммарных медленных потенциалов и импульсной активности нейронов новой коры и других структур головного мозга при выработке всех выделенных Павловым форм внутреннего торможения показали, что при его реализации нейроны не прекращают свою активность, как это полагал Павлов, а переходят на новый – фазный режим работы. Анализ данных наших экспериментов в сопоставлении с данными других авторов дает основание заключить, что усиление фазности, чередования активации и торможения импульсации нейронов и соответствующих ей медленных колебаний потенциала обусловлено относительным усилением тормозных гиперполяризационных процессов вследствие повышения реактивности тормозных систем к действию стимула, приобретающего тормозное значение в процессе обучения. Колебания возбудимости и реактивности популяций нервных элементов, возникающие при усилении гиперполяризационного торможения, несходные в разных структурах мозга, играют активную роль в осуществлении основной функции внутреннего торможения – ограничения проведения возбуждения к эффекторам как на клеточном, так и на системном уровне [Livanov, Shulgina, 1983, Шульгина, 1987]. Выдвигаемое представление дает основание развитию гиперполяризационной теории внутреннего торможения.

Для исследования нейромедиаторного обеспечения внутреннего торможения было необходимо провести эксперименты по изучению влияния гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) на активность нейронов коры при обучении, поскольку ГАМК является наиболее вероятным медиатором тормозных гиперполяризационных влияний в коре головного мозга. В настоящее время в клинике нервно-психических заболеваний широко применяется фенибут – фенильное производное ГАМК, легко проникающее через гематоэнцефалический барьер [Перекалин и Зобачева, 1959].

   В опытах на бодрствующих необездвиженных кроликах мы изучали влияние подкожного введения фенибута (40 мг/кг) на поведение, медленные колебания потенциала и на импульсную активность нейронов новой коры при выработке оборонительного рефлекса на вспышки света и условного тормоза [Шульгина и др. 1985]. По мере усиления действия фенибута наблюдалось постепенное усиление поздних компонентов ВП и соответствующих им тормозных пауз и послетормозной активации в реакциях нейронов зрительной области на вспышки света, особенно отчетливо в ответах на тормозные раздражители. Затем возникало устойчивое преобладание высокоамплитудных колебаний потенциала и соответствующих им нерегулярных групповых разрядов нейронов, разделенных тормозными паузами во всех отведениях (зрительная и сенсомоторная кора), как при действии вспышек света, так и в межсигнальные периоды. Подкрепляющий стимул, как и до введения фенибута, вызывал снижение амплитуды медленных колебаний и ослабление тормозных пауз в импульсации нейронов. Динамика двигательных реакций на применяемые раздражители была фазной: вначале происходило снижение вероятностей движений как на тормозные, так и на подкрепляемые вспышки света, через 2-3 ч после введения фенибута наблюдалось отчетливое улучшение различения подкрепляемых и тормозных вспышек света за счет увеличения вероятностей ответа на активирующие стимулы и снижения числа движений на тормозные раздражители. Полученные результаты подтверждают предположение о том, что усиление фазности в работе нейронов коры головного мозга и соответствующих медленных колебаний потенциала при выработке внутреннего торможения отражает усиление тормозных гиперполяризационных процессов. Причем ведущую роль в реализации этого процесса играет ГАМК-ергическая нейромедиаторная система. Следует подчеркнуть, что исследование нейромедиаторных механизмов внутреннего торможения представляет собой сложную задачу, поскольку его реализация обеспечивается сложными системными процессами, включающими как усиление активности тормозных систем, так и усиление активности структур, активирующих эти тормозные системы, общемозговые и локальные. В литературе имеются указания, что выработка различных форм внутреннего торможения реализуется при участии не только ГАМК-ергической, но и холинергической нейромедиаторных систем мозга [Мухин, 1985]. Наряду с усилением тормозных гиперполяризационных процессов на фоне действия фенибута в наших опытах наблюдалоь существенное усиление и возбудительных компенентов реакций нейронов новой коры на применяемые раздражители, как активирующие , так и тормозные. Это явление обьясняет тот факт, что в клинике фенибут относят к атипичным транквилизаторам, а также к группе ноотропов. При малых и средних дозах он усиливает не только тормозные, но и возбудительные процессы, поднимает общий тонус и улучшает самочувствие пациентов, как предполагается, за счет участия ГАМК в обменных процессах [Ковалев, 1979].