Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / Материалы Международных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения члена-коррес-пондента АН СССР, академика АН АрмССР Э.А.Асратяна.

Пластичность нейронных сетей в цнс виноградной улитки

Для решения ряда технических проблем необходимо знать, каким образом в нервной системе реализуются такие свойства, как надежность, пластичность, компактность. Принципы строения и функционирования нервной системы любого живого объекта могут служить основой для создания технических устройств, отвечающих самым жестким требованиям, потому что в нервной системе, независимо от положения животного на ступенях эволюции, обязательно имеются все вышеперечисленные свойства. Чем выше организовано животное, тем сложнее и тоньше механизмы деятельности мозга. Но даже самая простая нервная система неизмеримо превосходит по параметрам любое электронное устройство.

У ряда беспозвоночных животных, таких как пиявки и моллюски, нервная система, обеспечивающая довольно сложное поведение, построена из небольшого (10-100 тысяч) количества нейронов по сравнению с миллиардами у высших позвоночных.

Цель нашего исследования - изучение пластических свойств нервной системы на примере процесса привыкания, выявление возможных способов кодирования информации и подавления избыточных импульсных потоков в ЦНС виноградной улитки.

Сопоставление адаптации с пластичностью показывает, что первая развивается при действии непрерывно действующего стимула, вторая  - в ответ на раздражители, разделенные значительными интервалами. Суть первой - изменение реакции во время стимула, а суть второй - сохранение и накопление ²следов² после каждого стимула. Ю. Конорски [1970] пластичностью называет изменение реактивности нервной системы под влиянием последовательных раздражений. Е.Н. Соколов [1972] определяет пластичность, как способность нейрона изменять свое состояние так, что реакции на раздражители, разделенные значительными интервалами, в ходе стимуляции изменяются.

Исследование проводилось на полуинтактном препарате по методике, разработанной Е.Г. Литвиновым [1973]. Все опыты по исследованию феномена привыкания проводились на командном нейроне оборонительного рефлекса  RPa-3 и мотонейроне RPL-1. Тактильное раздражение на различные участки ноги виноградной улитки наносились с помощью особой касалки.

В начале стимуляции нервная клетка отвечала двумя импульсами, затем на 11-й стимул реакция нейрона достигала максимума (5 импульсов). После этого ответы нейрона удерживались приблизительно на одном уровне вплоть до 50-го раздражения. Начиная с 65-го раздражения, приблизительно 40% всех ответов содержат лишь подпороговые изменения мембранного потенциала. После 30 минутного отдыха раздражение того же участка ноги уже на 6-ой стимул приводило к максимальному ответу (5 импульсов). Сравнение динамики спайковых ответов при адекватном тактильном раздражении с динамикой ответов при электрокожном раздражении показало следующие результаты: ослабление реакции нейрона произошло гораздо быстрее, уже с 25-го стимула ответ нейрона не превышал одного импульса.

Итак, нами показано, что процессы утомления и привыкания, выражающиеся в уменьшении реакции нейрона на раздражение тела виноградной улитки, протекают одновременно. Процесс привыкания развивается на субсинаптической мембране и управляет работой пресинаптической мембраны.

Процесс привыкания развивается в каждом нейроне цепи, обеспечивающей безусловно-рефлекторный акт, а суммарный эффект наблюдается в конечном звене данной цепи - в мотонейроне (в нейронеRPl-1).