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.

Анализ возбудимости импульсирующих мотонейронов у человека

Среди клеточных механизмов двигательной пластичности важную роль играет возбудимость мотонейронного пула и её изменчивость при различных функциональных условиях. Классическое моносинаптическое тестирование возбудимости было разработано для «молчащих» мотонейронов у анестезированных животных. Однако, центральная и сенсорная информация, необходимая для построения движений, чаще всего приходит в предварительно активированный мотонейронный пул, к уже импульсирующим мотонейронам, о возбудимости которых сведения очень ограничены или противоречивы, особенно для мотонейронов человека.

Целью настоящей работы были анализ механизмов, контролирующих возбудимость импульсирующих мотонейронов у здорового человека. В частности, исследовалось влияние на возбудимость фонового синаптического притока и характеристик тестирующей возбуждающей посылки.

Фоновый синаптический приток создавался произвольным сокращением мышцы с различной силой, что позволяло проанализировать широкий спектр частот импульсации мотонейронов при их естественной активации. Возбудимость мотонейронов тестировалась одиночными моносинаптическими посылками от афферентов группы Iа.

Исследованы две мышцы: передняя большеберцовая мышца голени и локтевой сгибатель кисти. Для анализа импульсации мотонейронов, при помощи вкалывающихся в мышцу игольчатых электродов, отводили потенциалы одиночных двигательных единиц. Для оценки возбудимости импульсирующих мотонейронов строились перистимульные гистограммы, вычислялся индекс разряда, и анализировались изменения длительности межимпульсных интервалов в ответ на афферентную посылку.

Во всех экспериментах стимуляция была случайной по отношению к фоновой импульсации мотонейрона. Многократная стимуляция каждого мотонейрона (до 600-1900 тестов в эксперименте) позволяла протестировать изменение возбудимости по ходу межимпульсного интервала (шаг анализа - 10 мс), т.е. построить траектории межспайковой возбудимости и проанализировать их при разной частоте импульсации мотонейрона. Показано, что в исследованном диапазоне частот (4-14 имп/сек) влияние фоновой частоты импульсации мотонейрона на его возбудимость в значительной мере определялось интенсивностью тестирующей посылки. При слабой возбуждающей посылке, вызывающей ответы мотонейрона с индексом разряда не превышающим 25%, возбудимость мотонейрона практически не изменялась при изменении фоновой частоты. При более интенсивной возбуждающей посылке (индекс разряда 40-50%) наблюдалось повышение возбудимости в диапазоне самых низких частот фоновой импульсации. Этот результат позволяет объяснить, по крайней мере, частично, имеющиеся в литературе противоречивые данные о влиянии частоты разряда мотонейрона на его возбудимость, которые были получены без учета интенсивности возбуждающей посылки.

Для исследования механизмов, контролирующих возбудимость импульсирующих мотонейронов, анализируются межспайковые траектории возбудимости при разной частоте фоновой импульсации и разной интенсивности тестирующей посылки. Полученные экспериментальные данные сопоставляются с результатами моделирования возбудимости импульсирующего мотонейрона у человека [Matthews, 1999].

 

 Работа поддержана РФФИ (грант № 03-04-48352).