АНОХИН_БИОЛОГИЯ И НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ
.pdfобластях коры, не формировались в коре мозга, в то время как возбуждения, формирующие эффект «пробуждения» или болевой десинхронизации, свободно формировались.
Прямые исследования нашей сотрудницы М. В. Сербиненко, производившей коагуляцию различных подкорковых образований, показали, что за эту болевую десинхронизацию ответственна главным образом группа парафасцикулярных ядер неспецифического таламуса (М. В. Сербиненко, 1964).
С точки зрения изложенных выше фактов опыты Jung являются наиболее близкими к естественным условиям, поскольку они проводились на препарате Bremer «encephale isole», хотя кора головного мозга и лишена в этом эксперименте мощных потоков проприоцептивных стимуляций от всей мускулатуры тела. Результаты исследований Jung и его сотрудников весьма сложны и, вероятно, в дальнейшем потребуют серьезной статистической обработки. Однако основные выводы, сделанные им на основе полученных им фактов, имеют прямое отношение к обсуждаемой нами проблеме.
Прежде всего выявилось, что по характеру реакции нейрона на наносимые раздражения можно выделить два типа ответов, которые проявляются в различной степени у всех нейронов, независимо от модальности раздражения (зрительное, слуховое, лабиринтное).
Первый типа ответа - быстрое увеличение фоновой импульсации нейрона с весьма скрытым периодом. Действие этого типа ограничивается обычно только периодом действия раздражения. Этот тип проявляется до некоторой степени в точной корреляции с проекционной зоной для данной сенсорной модальности, хотя для некоторых модальностей, например зрительной, имеется довольно значительный разброс по другим областям коры мозга.
Если иметь в виду ответ этих клеток только на адекватный для них раздражитель, то результаты этих микроэлектродных исследований весьма точно гармонируют с концепцией И. П. Павлова о «ядре» анализатора и его «рассеянных элементах».
Второй тип ответной реакции корковых нейронов более вариабельный и отличается от описанного выше первого типа целым рядом параметров. Например, скрытый период этого типа ответов всегда является достаточно большим (от 30 до 400 мсек), а сам ответ не так строго связан с длительностью нанесенного стимула. Ответ может варьировать несколько раз уже на протяжении действия стимула и, кроме того, может иметь продолжительное последействие. Физиологические особенности этих обоих типов ответа корковых нейронов на нанесенное раздражение таковы, что они дали право Jung классифицировать их по общепринятой шкале «специфическое» (первый тип) и «неспецифическое» (второй тип). Наиболее значительным параметром ответов второго типа является то, что они способны облегчать разрядную деятельность как данного нейрона, так и других нейронов. Бросается в глаза один замечательный факт, что это облегчение не дает себя знать в том случае, когда нейрон имеет вполне «свежую», неутомленную разрядную деятельность по первому типу.
Однако, как только разрядная деятельность «утомляется», т. е. снижается по частоте, сказывается и облегчающее действие неспецифической активности нейрона: частота нейрона, развивающаяся по первому типу, восстанавливается до прежней. Таким облегчающим действием в особенно широкой степени обладает раздражение постоянным током (поляризация) вестибулярного аппарата. Например, если разряды зрительных нейронов по второму типу и в связи с длительностью раздражения мелькающим светом начинают утомляться и отвечать с пониженной частотой, то дополнительная поляризация лабиринтных аппаратов немедленно восстанавливает прежнюю частоту разрядов зрительных клеток (Jung, 1963).
Этот факт приобретает для нас особенный интерес еще и потому, что облегчающее действие ответов второго типа может проявиться в пределах одного и того же нейрона, если
только его разрядная деятельность по второму типу постепенно снижается. Следует особенно подчеркнуть значение этого факта для формулировки нашей гипотезы о конвергентном замыкании.
Нам остается разобрать еще одну проблему, которая приобретает сейчас особенную важность для разбираемого нами вопроса. Приведенные выше примеры одновременных генерализованных возбуждений, адресующихся к коре больших полушарий, интересны и важны по своему принципиальному содержанию. Однако мы все время должны помнить важные для разбираемой проблемы приведенные выше результаты опытов Набиля Эффата. Как мы видели, эти опыты показали, что качество наркотического средства определяет, как широко, в какие области коры больших полушарий и в какой форме «прорвется» поток восходящих возбуждений, вызванный одиночным раздражением седалищного нерва. Больше того, как мы видим, влияние наркотического вещества отнюдь не однозначно коррелируется с выходом на кору мозга других форм восходящих возбуждений, особенно таких потоков возбуждений, которые вызваны тепловым ноцицептивным раздражением (В. Г. Агафонов, 1956).
Изложенные выше соображения заставляют нас с большой осторожностью относиться к оценке степени генерализации по коре мозга того или иного воздействия на мозг, учитываемого по различным показателям (электроэнцефалограмма, вызванный потенциал, разряды одиночных нейронов). В частности, замечательные результаты Jung и его учеников и изучение широты распространения по коре мозга нейронов с различной конвергенцией должны быть также рассмотрены под этим углом зрения. Недавние эксперименты нашей сотрудницы А. И. Шумилиной, проведенные на животных, находящихся в нормальном бодрствующем состоянии, заставляют особенно насторожиться в отношении переноса результатов, полученных под наркозом на животных, находящихся в обычных нормальных условиях.
А. И. Шумилина в нашей лаборатории изучила степень распространения по коре мозга электрических потенциалов, вызванных вспышкой света у бодрствующих кроликов в обстановке работ с условными рефлексами. Оказалось, что вызванный потенциал на вспышку света у бодрствующего кролика имеет гораздо более широкое распространение по коре, чем вызванный потенциал на ту же вспышку света в условиях наступающего угнетения наркотическим веществом. Другие эксперименты подобного же рода также убеждают в том, что бодрствующее состояние благодаря наличию ряда дополнительных восходящих активации (ориентировочная реакция, бодрствование и т. д.) значительно расширяет степень генерализованности вызванного потенциала по коре мозга.
Нами приведены данные, которые совершенно достаточны для того, чтобы говорить о значительном перекрытии различных восходящих влияний. Если сопоставить распространение по коре активации, вызванные потенциалы и разряды одиночных нейронов, то можно сделать вывод, что по существу имеется универсальная конвергенция различных восходящих возбуждений ко всем или к большинству корковых нейронов. Кроме того, как мы видели, каждое из восходящих возбуждений многокомпонентно. Следовательно, практически эта конвергенция может происходить в самых разнообразных комбинациях компонентов от различных потенциалов. Она становится особенно очевидной, если принять во внимание, что восходящее возбуждение от безусловного раздражителя заведомо адресуется ко всем областям коры мозга. Грубо говоря, в передних отделах коры мозга могут конвергировать к одной и той же клетке те возбуждения, которые по преимуществу адресуются к синаптическим организациям первого слоя (апикальные дендриты), а также те возбуждения, которые адресуются к аксосоматическим синапсам этих же клеток и т. д. Такие комбинации восходящих возбуждений различного происхождения, адресующихся
непосредственно или через звездчатые клетки к различным частям одного и того же дендрита гигантской клетки IV слоя могут быть охвачены только статистически. Однако нам важно отметить, что конвергенция этих разнообразных возбуждений к одной и той же корковой клетке уже сама по себе неизбежно ставит ряд важных вопросов.
Такая конвергенция могла быть рассматриваема как чисто суммарное явление одинаковых возбуждений, как это, например, делается при моделировании нейрона. Тогда бы речь шла только о том, что суммация любых приходящих к нейрону возбуждений была чем-то таким, что обезличивало бы каждое отдельно взятое возбуждение и переводила их все на какой-то гомогенный язык вроде того, например, как это представлено в электротонической теории Gesell, объясняющей генераторную деятельность нейрона (Gesell, 1940).
Принятие такого положения делало бы непонятным и функционально бессмысленным то многообразие специфических воздействий, которым подвергается каждая корковая клетка. Однако это специфическое разнообразие возбуждений, поступающих к одной и той же клетке, сразу приобретает глубокий функциональный смысл, как только мы допустим, что каждое из этих возбуждений не только имеет частотную характеристику, но и вызывает к жизни на субсинаптических мембранах получающего нейрона специфический для него цепной процесс химических реакций.
Вэтом случае процессы, начатые на различных синапсах одного и того же нейрона различными приходящими возбуждениями, могли бы послужить толчком к развитию своеобразных химических констелляций в аксоплазме самого нейрона. Естественно, возникает вопрос: имеем ли мы в арсенале современной нейрофизиологии и нейрохимии что-либо помогающее нам понять этот постсинаптический процесс и допустить такую гипотетическую возможность?
Если внимательно проанализировать имеющиеся в настоящее время данные нейрофизиологии на нейронном уровне, то окажется, что это предположение не так уже невероятно, и даже наоборот, скорее всего имеются все основания для принятия его в качестве рабочей гипотезы.
Всамом деле, вспомним сравнительный анализ нейромускулярных и нейросекреторных синапсов с точки зрения значения субсинаптических процессов для определения специфики конечного функционального эффекта - секреции или мышечного сокращения.
Разобранные выше опыты с анастомозом гетерогенных в функциональном отношении нервов совершенно определенно говорят об одном: синаптическое образование на стороне получающего органа обладает такими химическими особенностями, которые через непрерывную цепь превращений приводят к специфической функции данного органа (или сокращение, или секреция). Если генерацию импульсов считать специфической функцией нейрона, то субсинаптические процессы на его мембране должны обладать столь же специфическими свойствами, поскольку они должны одну форму приходящего возбуждения трансформировать в генерацию возбуждения у нейрона с другой спецификой.
Рассуждая таким образом, мы пришли volens nolens к предположению, что субсинаптические процессы, образуемые различными возбуждениями, конвергирующими к одному и тому же нейрону, могут иметь различную химическую специфику.
Значительным подкреплением этих взглядов являются исследования и теоретические представления целого ряда ученых. В этом смысле особенно надо указать на богатый материал, полученный в исследованиях Bullock (1959, 1960). Поскольку в наших дальнейших предпосылках проблема гетерогенности мембраны нервной клетки будет занимать особенно важное место, хотелось бы более подробно остановиться на точке зрения Bullock, тем более что он является, пожалуй, единственным исследователем, который
наиболее полно и систематически изучает эту проблему.
Впервые вопрос о гетерогенности нейрональных мембран отчетливо был поставлен
Grundfest (1959).
Начиная с 1940 г. он считает, что некоторые части дендритной системы нейрона являются невозбудимыми по отношению к электрическому току ir в то же время способны продуцировать электрические потенциалы в ответ на специфические химические воздействия. Иначе говоря, дендриты обладают специфической чувствительностью именно к химическим воздействиям. Наоборот, другие части нейрона, в особенности пункт генерации разрядов, выходящих на аксон, являются особенно чувствительными именно к электрическому току. Таким образом, мембрана нервной клетки не гомогенна по физиологическим свойствам, а представляет собой интегративное целое, построенное на взаимодействии специфических компонентов, свойства которых созданы в процессе дифференцированного развития (Grundfest, 1959).
Интересно, что сопоставление свойств возбуждений, идущих по аксональному проводнику, и проведение через синапс показывают их принципиальное различие по целому ряду параметров.
Этот аспект исследования, подчеркивающий разнообразие свойств различных пунктов нейрональных мембран, с особенной широтой и тонкостью развивает в последние годы Bullock (1959). Он рассматривает нейрон как интегративное образование, которое имеет пункты с различным физиологическим значением и неограниченное количество разнообразных химических процессов, разыгрывающихся в субсинаптических мембранах одного и того нейрона.
К такому заключению Bullock приходит на основании анализа свойств нейрона с точки зрения его физиологических параметров. Он берет, образно выражаясь, две плоскости в жизни одиночного нейрона.
Одной из этих плоскостей, которой мы обычно уделяем внимание и придаем решающее значение, служит электрическая активность нейрона, выявляющаяся в виде разрядной деятельности. Другая плоскость - это пока недоступная нам сторона нейрона, которая определяет колебания подпороговой возбудимости, задержку на длительное время следовых процессов, электротоническую синхронизацию самой разрядной деятельности - словом, все те молекулярные процессы, которые в конечном итоге облегчают или угнетают видимую нами деятельность нейрона.
Такой подход к оценке деятельности нейрона, сочетаемый с крайним разнообразием химических свойств мембраны нейрона, несомненно, является шагом вперед и позволяет некоторые чисто феноменологические наблюдения нейрофизиологии перевести на язык клеточных и молекулярных механизмов.
Сейчас же нам важно отметить, что корреляция описанного выше подхода к функции нейрона с данными по конвергенции различных возбуждений к одному и тому же нейрону открывает широкие возможности в понимании интегративных процессов мозга в целом. Кроме того, такая точка зрения имеет в какой-то степени и предупредительное значение для нейрофизиологических заключений, поскольку она подчеркивает, что излюбленный электрический феномен является не единственным и далеко не исчерпывающим параметром деятельности нейрона.
Все эти данные привели Bullock к признанию нейрона как самостоятельной интегративной единицы, способной к динамической пластичности и компенсаторным приспособлениям в различных условиях функционирования.
Эта концепция точно координируется с тем, что было нами выше сказано относительно широкой конвергенции различных возбуждений на одном и том же нейроне. Только
гетерогенный характер мембраны нейрона в отношении электрических свойств, химической чувствительности и способности к генерации нейрона функционально может оправдать приход самых разнообразных влияний к одному и тому же нейрону коры как из различных ядер подкорки, так и по специальным интракортикальным связям. Особенно следует отметить восходящие возбуждения, генерирующиеся в различных подкорковых образованиях. Они по самой своей эволюционной сути являются разнородными как в метаболическом, так и в нейрогуморальном смысле. Таким образом, два потока восходящих возбуждений, представляющие соответственно индифферентное и безусловные возбуждения, различны по самой своей физиологической сути, т. е. по генерации на подкорковом уровне, по широте охвата всех функциональных систем организма, особенно по вегетативным компонентам реакции, и, наконец, по широте генерализации их по коре головного мозга.
Благодаря такому разнообразию перекрытий от различных возбуждений каждый отдельный нейрон неизбежно становится ареной взаимодействия разнородных возбуждений - взаимодействия, которое упорядочивается последовательностью и биологической значимостью конвергирующих возбуждений.
Как мы видели выше по опытам Ю. Фадеева, два возбуждения, даже различной биологической модальности, могут конвергировать на один и тот же нейрон. Ясно, что в естественных условиях работы мозга такая конвергенция не является одновременной, а используется лишь на основе принципа исключительности, т. е. при наличии какой-либо из деятельностей.
Тем не менее вопрос о сравнительной оценке химических особенностей тех синаптических окончаний, которые передают эти две модальности возбуждений, представляет собой исключительный интерес. Этому вопросу в последние годы мы посвятили серию специальных исследований, которые и будут нами подробно разобраны ниже.
Прежде всего возникает вопрос, какие данные мы имеем в современной литературе о возможности химического разнообразия в субсинаптических мембранах на мембране одного и того же нейрона в целом.
Мы уже указывали на солидные данные Bullock и Grundfest. Однако названные авторы дают, так сказать, общее или принципиальное решение этого вопроса, предпосылку для более точной и специальной характеристики отдельных синаптических образований в конкретных медиаторных и химических понятиях.
Последнюю возможность осуществил Marazzi (1958). Благодаря его работам вся проблема различных химических свойств субсинаптических мембран на одном и том же нейроне в настоящее время перешла уже из плоскости гипотетических соображений в плоскость достоверных закономерностей. В результате раздражения пресинаптических нейронов и записи постсинаптических потенциалов он показал, что в ганглии на теле одной и той же клетки имеются различные рецепторно-химические пункты для синаптического передатчика различных пресинаптических волокон. Например, он показал возможность раздельных передач возбуждений через холинергическую и адренергическую субсинаптическую мембрану от двух конвергирующих на одну и ту же ганглионарную клетку возбуждений, поступающих по двум раздельным волокнам. Этот факт является прямым доказательством мультихимической организации субсинаптических мембран на теле и дендритах одной из нервных клеток. В дальнейшем Marazzi установил такую же возможность и для кортикальных нейронов, что для нас представляет особый интерес. Он показал, что транскаллозальный импульс, распространяющийся от одного полушария к другому в результате электрического раздражения, может также адресоваться к различным в
химическом отношении синаптическим образованиям, расположенным на одном и том же нейроне. Например, с помощью регистрации вызванных потенциалов зрительной коры он установил, что один и тот же корковый нейрон может иметь на своей мембране как холинергические, так и адренергические синапсы. Он использовал действие самых разнообразных веществ, известных своей специфической активностью в отношении процессов синаптической передачи, и доказал различное действие этих веществ на синапсы одного и того же нейрона.
Он применял норадреналин, серотонин, ЛСД-25 (диметиламид лизергиновой кислоты), мескалин и другие вещества. В результате проделанных экспериментов он пришел к выводу, что его представление о наличии на одном и том же корковом нейроне адренергических и холинергических синапсов является вполне реальным фактом. Все эти данные заставляют предполагать, что хорошо заметное уже при рассмотрении в обычный микроскоп различие в конфигурации синаптических бляшек («шипиков») является также выражением химического своеобразия тех процессов, которые разыгрываются в каждом отдельном случае на постсинаптических мембранах.
Всвязи с этим особенно интересны данные электронномикроскопического исследования. Palay (1956), например, утверждает, что электронно-микроскопическое исследование не дает различия в строении аксодендритических и аксосоматических синапсов. Однако более поздние данные Gray (1959) отчетливо выявили эти различия. Gray показал, что пункт синаптического контакта и структура самой синаптической мембраны заметно различаются для аксодендритических и аксосоматических синапсов. Больше того, вероятно, даже на одном и том же уровне конвергирования могут быть синапсы различной морфологической структуры.
Всущности этими данными и ограничиваются наши сведения о гетерогенной химической природе синаптических организаций на теле одной и той же нервной клетки. Хотя они достаточно убедительны, чтобы сделать положительный вывод относительно наличия этой замечательной способности у корковых нейронов, тем не менее необходимо было еще многое проверить в корреляции с общеизвестными феноменами, представленными
ввызванных потенциалах, состав и физиологический генез которых достаточно хорошо изучен.
С этой целью в нашей лаборатории была проведена обширная серия исследований на различных формах вызванных потенциалов с аппликацией различных веществ с заведомо известным фармакологическим действием. Эта серия разработок находится еще в самом начале и потому окончательный синтез всего материала - дело ближайшего будущего. Однако уже сейчас на первом этапе всей работы мы можем высказать ряд соображений, которые позволяют высказать гипотезу о химической основе конвергенции различных возбуждений в протоплазме одной и той же нервной клетки.
Первые указания на то, что одного электрического показателя недостаточно для проникновения в самую суть нейрофизиологических процессов, разыгрывающихся на нейроне, у нас в лабораторий возникли в связи с характеристикой влияния ГАМК на синаптические организации корковых клеток. Как известно, общее представление в оценке действия ГАМК на нервные процессы коры после интересных работ Purpura состоит в том, что ГАМК избирательно блокирует деполяризующие синапсы. А поскольку отрицательный компонент вызванного коркового потенциала является суммарным результатом деполяризации под электродом, он устраняется при непосредственной аппликации ГАМК к пункту отведения вызванного потенциала.
Однако, как впервые установила наша сотрудница Ф. Ата-Мурадова, эта общепринятая точка зрения недостаточно полно отражает истинную суть самого нейрохимического
процесса, связанного с действием ГАМК (Ф. Ата-Мурадова, 1963). Как показали эти опыты, при аппликации ГАМК в коре мозга действительно блокируется общеизвестный отрицательный компонент вызванного потенциала. Однако параллельно тому, как снижается амплитуда этого обычного отрицательного потенциала, вблизи этого же «уходящего» отрицательного потенциала начинает возникать новый отрицательный потенциал, который раньше был незначительным.
Наблюдения показывают, что этот отрицательный потенциал, названный нами вторичным, в обычных условиях также имеет место, но он развивается почти одновременно с первичным. В силу одинакового электрического знака они суммируются и в большинстве случаев не могут быть отдифференцированы. Но в каких-либо искусственных условиях (например, нагревание) выступает их явное различие. Наложение ГАМК отчетливо выявляет вторичный отрицательный потенциал.
Несомненно, оба эти отрицательных компонента являются результатом деполяризации. Но тогда чем же может быть обусловлено такое различие двух, как будто, одинакового типа деполяризующихся синапсов? Как мы понимаем результат наложения ГАМК, «отрицательность» не является здесь решающим критерием для оценки действия этого вещества. Наоборот, результаты показывают, что электроотрицательность может быть следствием совершенно различных нейрохимических процессов. Один из этих процессов вступает в такой химический контакт с ГАМК, который исключает возможность деполяризации, а другой, наоборот, получает от ГАМК явное облегчение. Таким образом, налицо два рода синаптических окончаний, имеющих одну и ту же локализацию (плексиморфный слой) и один и тот же электрический знак, но различную нейрохимическую основу, на которой продуцируется этот отрицательный потенциал.
Эти различия в химических свойствах можно получить в еще более отчетливом виде, если произвести аппликацию нембутала в условиях предварительной местной стрихнинизации в фокусе максимальной активности вызванного потенциала. Этим приемом можно получить отчетливую диссоциацию между отрицательными потенциалами, хотя и объединенными электрически в одно отклонение, но представляющими собой результат совершенно раздельных восходящих посылок возбуждения с различными химическими свойствами апикальных синаптических организаций для каждой посылки.
Больше того, можно подобрать такое соотношение нембутала и стрихнина, что появляется не только вторичная отрицательность, выявленная с помощью наложения ГАМК, но даже «третичная» отрицательность. Эта целая популяция отрицательных потенциалов, обладающих индивидуальными химическими свойствами, показывает, что мир восходящих возбуждений, достигающих коры мозга и обладающих определенным химическим своеобразием, значительно богаче, чем это может быть выражено двумя знаками монотонного электрического показателя.
Следующий вопрос состоял в том, какие же возбуждения принимают на себя различные по своей сути синаптические организации? Иначе говоря, приходят ли восходящие специфические возбуждения, возникшие в различных подкорковых образованиях, к каждой из них или все они могут проводить одинаковые возбуждения?
На этот вопрос мы попытались ответить с помощью нескольких методических приемов. Прежде всего мы произвели регистрацию вызванных потенциалов в одном и том же пункте коры мозга. Однако сами вызванные потенциалы были различного физиологического происхождения, т. е. получались от раздражения различных исходных пунктов как центральной нервной системы, так и периферических рецепторов. Дальнейший ход опытов был таков: мы апплицировали различные вещества к общему пункту отведения обоих потенциалов и смотрели, как будут изменяться одноименные компоненты двух различных вызванных
потенциалов, получаемых в результате различных в физиологическом смысле восходящих возбуждений.
Сотрудница нашей лаборатории Л. А. Чупина сопоставляла по описанной выше методике два вызванных потенциала, один из которых был получен от раздражения симметричного пункта другого полушария (транскаллозальный потенциал), а другой от раздражения контралатерального седалищного нерва.
Как можно видеть по записям этих двух вызванных потенциалов, полученных от одного пункта коры, состав обоих потенциалов в отношении отдельных компонентов одинаков, если их рассматривать в аспекте электрических феноменов. Лишь некоторые отдельные параметры этих потенциалов различаются в деталях. Однако наложение на пункт отведения потенциалов ГАМК или новокаина оказывает почти прямо противоположное влияние на формирование отрицательных компонентов этих
Новокаин, наоборот, уже через 1 минуту подавляет отрицательный компонент транскаллозального вызванного ответа и почти не затрагивает отрицательного компонента первичного вызванного ответа.
Если принять во внимание, что все прочие условия эксперимента (сила раздражения, отведение и т.д.) были абсолютно те же, что и раньше, то для описанного выше различия остается лишь одно объяснение: химические свойства тех синаптических организаций, к которым адресуются периферические и транскаллозальные афферентные возбуждения, являются различными (Л. А. Чупина, 1965).
В настоящее время мы имеем уже много примеров того, что синаптические организации корковых нейронов значительно более разнообразны по своим химическим свойствам, чем это представлялось нам ранее. В качестве примера можно указать на уже разобранные нами опыты (Бадамханг).
Как известно, она изучала форму и степень генерализации по коре мозга первичных потенциалов, вызванных раздражением различных ядер гипоталамуса. Как мы видели, конфигурация вызванного потенциала заметно меняется в зависимости от того, какое из ядер гипоталамуса раздражается в данный момент. Но, как оказалось, это различие в конфигурации связано с определенным различием в реакции синаптических организаций этого пункта коры на аппликацию определенных фармакологических веществ (ГАМК, аминазин, адреналин).
Опять-таки особенно демонстративно различие в химических свойствах субсинаптических мембран тех аксодендритных синапсов, которые находятся на апикальных дендритах, т. е. лежат в плексиморфном слое. Например, можно взять для эксперимента тот пункт коры мозга, в котором формируются в ответ на раздражение гипоталамуса два почти одинаковых по амплитуде отрицательных потенциала. Если на этот пункт положить, например, ГАМК, то первый отрицательный потенциал блокируется, в то время как второй остается малоизмененным.
Если на тот же пункт и при тех же исходных двух отрицательных потенциалах наложить аминазин, то явление развивается в обратном порядке: появляется второй отрицательный потенциал, но мало изменяется первый. Не остается сомнений в том, что гипоталамус посылает в плексиморфный слой несколько типов восходящих возбуждений, адресующихся к синаптическим организациям с совершенно различными свойствами субсинаптических мембран.
Таким образом, различие в химических свойствах синаптических образований оказывается весьма многообразным. Оно варьирует по типу восходящих влияний и по локализации генерирующих центров, проявляется и в феномене спаривания двух раздражении седалищного нерва на критических интервалах. В зависимости от аппликации
того или иного вещества к пункту отведения потенциалов мы имеем различные формы подавления одних потенциалов другими (Сунь Вень, 1963).
Но, пожалуй, наиболее демонстративно это химическое многообразие корковых синапсов было выявлено в случае химического анализа корковой активации, полученной на основе восходящих возбуждений вполне определенной биологической модальности, и вызванного потенциала, сформированного на таком фоне. Эти опыты сотрудника нашей лаборатории А. И. Туренко были поставлены на кошках под уретановым наркозом после двухдневного голодания. Как уже известно из вышеизложенного, однодвухсуточное голодание приводит к тому, что в передних отделах коры мозга даже при уретановом наркозе устанавливается постоянная восходящая активация, зависящая от латерального ядра гипоталамуса, возбужденного «голодной» кровью (К. В. Судаков, А. И. Туренко, 1965).
Поскольку прежние данные убедили нас, что десинхронизация устанавливается за счет прихода восходящих возбуждений из подкорки в плексиморфный слой коры мозга, было весьма соблазнительным выяснить, какую химическую характеристику имеют те синаптические организации, благодаря которым в коре головного мозга формируется десинхронизация, т. е. активирование.
Опыт показал, что если в зоне пищевой активации наложить небольшой кусочек бумаги, смоченной 0,5-1 % раствором амизила, то разыгрываются весьма интересные явления, проливающие свет на химические свойства синапсов коры мозга, принимающих на себя восходящие активирующие влияния на кору мозга. В том пункте, где был приложен амизил, десинхронизация сменяется медленной электрической активностью» характерной вообще для спокойного состояния коры.
Как видно из приведенного рисунка, смена активированного состояния электроэнцефалограммы на медленную активность произошла только в том пункте, к которому был приложен амизил. Как в соседних участках этого же полушария, так и на противоположном полушарии по-прежнему имела место восходящая пищевая активация. Если сопоставить эту электроэнцефалограмму с параллельно регистрируемым из этого же пункта вызванным потенциалом, то и тут можно заметить характерные изменения.
Во время активированного состояния коры вызванный потенциал имеет, как обычно, значительно уменьшенный по амплитуде отрицательный компонент («феномен маскировки»). Как нами было установлено ранее, такая «маскировка» связана с тем, что восходящие активирующие воздействия, распространяющиеся в основном на область апикальных дендритов, препятствуют мобилизации именно тех постсинаптических потенциалов, на основе которых в спокойном состоянии и формируется обычно отрицательный компонент вызванного потенциала.
Интересно, что описанным выше изменениям активации на медленную электрическую активность в пункте наложения амизила сопутствует параллельное восстановление отрицательного компонента вызванного потенциала.
Если принять во внимание опубликованные многими авторами (С. В. Аничков, 1960; П. П. Денисенко, 1960; Р. Ильюченок и М. Машковский, 1961) данные о том, что амизил блокирует холинергические синапсы, то результаты наших опытов можно толковать как следствие блокирования холинергических синаптических организаций, расположенных в зоне апикальных дендритов, т. е. преимущественно в плексиморфном слое коры.
Такой вывод дает основание считать, что восходящая пищевая активация воздействует на кору головного мозга через холинергический синаптический механизм. Если сопоставить этот механизм с нейрохимической характеристикой исходного подкоркового центра, который также имеет холинергическую природу (А. И. Шумилина, 1964), то мы увидим здесь поразительное химическое единство древней (гипоталамус) и новой (лобная кора)
синаптических организаций, формирующих функции одной и той же биологической модальности, но на различных уровнях центральной нервной системы.
Однако в эксперименте А. И. Туренко нас интересовало еще и другое обстоятельство. Мы рассуждали следующим образом. Если в пункте отведения и наложения амизила блокированы холинергические синапсы, то нельзя ли на тех же самых корковых клеточных элементах, но через другие синаптические организации вновь получить активированное состояние?
Ясно, что в этом случае надо было взять какое-то другое, не пищевое восходящее возбуждение другой биологической модальности. Поскольку в наших прежних экспериментах мы много раз сопоставляли две биологические модальности восходящих возбуждений - пищевую и болевую, то в данном случае выбрали ноцицептивное раздражение седалищного нерва.
Как показали результаты раздражения в пункте наложения амизила, медленная электрическая активность при раздражении седалищного нерва сменилась новой активацией и, конечно, на этот раз болевой.
Проведенный эксперимент, с одной стороны, подтвердил в еще более отчетливой форме наше прежнее представление о различной специфике восходящих активации различной биологической модальности. С другой стороны, он показал, что корковая клетка имеет несколько различных по химической специфике синаптических организаций, т. е. эфферентных «входов». В то время как одни из них, например холинергические, могут быть выбиты из строя в данном случае действием амизила, другие, не подчиняющиеся действию амизила, могут вполне сформировать характерное для них активированное состояние. Естественно, возникает вопрос, какой же природы эти оставшиеся незатронутыми амизилом синаптические организации, формирующие активированное болевое состояние?
Мы имеем некоторые основания думать, что эти синапсы адренергической природы, хотя более широкая обоснованная их идентификация является предметом специальных исследований в настоящее время. Сейчас нам важно отметить лишь, что по своей химической природе они отличны от синаптических организаций, осуществляющих мобилизацию пищевой реакции на корковом уровне.
Дифференцированная чувствительность различных синапсов подкоркового и коркового уровня может быть весьма разнообразной и выявляться в различных и специально созданных условиях.
Например, известно, что болевая активация корковой электрической активности сильно маскирует вызванный потенциал в коре больших полушарий. С точки зрения общей оценки этого феномена можно было бы думать, что болевое восходящее возбуждение действует на однородные структуры вызванного потенциала и активирующее состояние коры. Однако инъекция аминазина позволяет отдифференцировать химические особенности структуры, формирующие болевую активацию, от структур, формирующих вызванные потенциалы на раздражение седалищного нерва.
Как известно, инъекция аминазина предупреждает десинхронизацию в ответ на болевое раздражение. Это значит, что подкорковые структуры, формировавшие болевую активацию в данный момент, являются заблокированными. Однако вызванный потенциал в этих условиях, несмотря на отсутствие десинхронизации (аминазин), по-прежнему подавляется болевой восходящей активацией. Значит химические особенности синапсов двух восходящих влияний являются различными (К. Каграманов, 1954).
Доказательством того, что синаптические организации на уровне коры больших полушарий имеют различные химические особенности и принадлежность к различным подкорковым образованиям, можно видеть также из следующего факта. В условиях пищевой