Структурно-функциональная организация конечного мозга птиц (на примере попугая волнистого)

Большакова Мария, студентка 5 курса ф-та биотехнологии

Руководитель: Канагина И.Р., ст. преподаватель кафедры биологии и экологии, к.с-х.н.

Фгбоу впо «Уральская государственная академия ветеринарной медицины», г. Троицк

Исследование морфофизиологической основы рассудочной деятельности животных, в том числе и птиц, является актуальной темой. Среди множества птиц, в качестве объекта наиболее интересными, на наш взгляд, являются попугаи, т.к. относятся к наиболее распространенным декоративным животным и к группе птиц с высоким типом рассудочной деятельности. Весьма важно также изучать поведенческие реакции, управляющие деятельностью всего организма, что возможно через анализ системы морфологических структур головного мозга. В связи с этим целью нашей работы было на основе системного подхода установить закономерности функциональной деятельности компонентов полей конечного мозга (глия, нейроны и комплексы) попугая при плоскостных, объемных измерениях и их структурном совмещении. Исходя из поставленной цели задачами исследования были: анализ плоскостных, объемных и совмещенных показателей. Материалом исследования явились 40 морфологических характеристик конечного мозга попугая волнистого, полученных в семи полях мозга (Hyperstriatum accessorium, Hiperstriatum ventral, Hyperstriatum dorsal, Neostriatum, Ectostriatum, Palaeostriatum augmentatum, Arhistriatum) от десяти объектов. Декапитация, окрашивание и подсчет морфологических характеристик конечного мозга в препаратах выполнялись профессором Л.Н. Полученные данные были подвергнуты системному анализу с помощью алгоритма системного анализа, разработанного на кафедре биологии и экологии.

При рассмотрении результатов первого этапа оказалось, что структуры организма формируют 20 показателей конечного мозга попугая в трех эшелонную пирамиду, где по горизонтали представлены подсистемы, а по вертикали – эшелоны,верхний - является управляющим эшелоном.

В подсистемах эшелонов номерами обозначены наиболее важные показатели: в верхнем левом углу элемент активизации; в нижнем правом углу – результат деятельности подсистем.

При рассмотрении объемных показателей конечного мозга попугая установлено, что структуры их организма формируют только двух эшелонную пирамиду, причиной отсутствия управляющей подсистемы явился дефицит системообразующих элементов, отсутствия запроса ресурсов.

Структурное совмещение (плоскостных и объемных)показателей позволило представить морфологические характеристики конечного мозга попугая, как большую систему, формируемую из 22 подсистем пяти эшелонную пирамиду, число подсистем возрастает в 1, 4 раза, что указывает, во - первых, функции плоскостных и объемных измерении находятся в симбиотических отношениях и во - вторых, они дополняют и поддерживают друг друга.

Для лучшего понимания полученные результаты были интерпретированы физиологически. Как видно, для плоскостных показателей элементом активизаций являются комплексы поля^Pa (Palaeostriatum augmentatum) играющий роль в пространственной ориентации, а итогом деятельности являются комплексы поля^Ne (Neostriatum) участвующий в обработке слуховой информации.

Для объемных показателей элементом активизации являются нейроны поля^Pa (Palaeostriatum augmentatum) и комплексы поля^Ne (Neostriatum) участвующий в пространственной ориентации и в обработке слуховой информации, а итогом деятельности являются комплексы поля^Ha (Hyperstriatum accessorium) и комплексы поля^Hv (Hiperstriatum ventral), играющих ведущую роль в обработке информации ВНД и окончательной обработке зрительной информации.

При совмещеннии элементом активизации являлись глия поля^Hd (Hyperstriatum dorsal) участвующая, в обработке информации ВНД и окончательной обработке зрительной информации, итогом деятельности были комплексы поля^Ра (Palaeostriatum augmentatum), играющие роль в пространственной ориентации. Итак, ведущим процессом деятельности мозга попугая являлась пространственная ориентация.

Деятельность клеток и компонентов мозга неразрывна, связана с ресурсными возможностями организма. Оказалось, что при плоскостных измерениях клеток и компонентов ресурсы изменяются линейно, в основании и промежуточном слое пирамиды обнаруживается недостаток ресурсов, а управляющем - избытком.

При объемных мы наблюдаем более резкие изменения ресурсов в виде гиперболы, в управляющем эшелоне избыток и недостаток в основании и промежуточном слое пирамиды.

При совмещении (плоскостных и объемных измерений) отмечается избыток в первом, втором и пятом, изменения идет по наиболее сложному пути и недостаток в третьем и четвертом эшелоне пирамиды.

Важным элементом состояния мозга является его способность к развитию рассудочной деятельности, что проявляется в виде «хаоса». В идеале его величина должна приближаться к 38,0%, т.е. к меньшему отрезку «золотого сечения»

На графике, рассматриваемом при плоскостных измерениях, «Хаос развития», являющийся фактором формирования системы, присутствовал в следующих элементах: «глия^E» и «нейроны^Pa», «глия^Hа». Его уровень был меньше теоретического в 1, 2 раза.

При рассмотрении «хаоса развития» объемных измерений, оказалось, что он присутствовал только в «глия^Ne». При этом уровень «хаоса» был меньше теоретического в 2,7 раза.

Рисунок 1. «Хаос развития» в подсистемах большой пирамиды морфологических характеристик конечного мозга попугая (после совмещения)

«Хаос развития», при совмещении плоскостных и объемных показателей был выше теоретического уровня всего лишь в 1, 07 раза.

Т.е. плоскостные измерения обладают большим «хаосам развития», чем объемные. При их совмещении происходит увеличение «хаоса развития», что свидетельствует о симбиозе структур в стремлении к своему развитию, лидером здесь являются плоскостные измерения.

Структурная оценка «хаоса развития» определяющегося подразделением его ресурсного наполнения в виде информационных, энергетических и вещественных потоков.

Рисунок 2. Структура ресурсов «хаоса развития» в системе

морфометрических характеристик конечного мозга попугая

Оказалось что, ресурсные составляющие «хаоса развития» плоскостных измерений были представлены исключительно «информационными» и «энергетическими» потоками.

Информационные и вещественные ресурсы объемных измерений отсутствуют, энергетические составили 100%.

При структурном совмещении (плоскостных и объемных измерений) информационные ресурсы были близки к норме, энергетическиев 5,3 раза больше, а вещественные в 5,6 разаменьшетеоретического уровня. Это еще раз доказывает закон эмерджентности.

Итак, при высоких энергетических затратах мозга, результат его деятельности весьма низок. Мы считаем, что это связано с содержанием птиц в неволе.

Выше изложенное позволяет сделать следующие выводы:

1. Предлагаемый подход оценки состояния конечного мозга попугая волнистого, через систему морфометрических показателей, позволяет не только определить результаты взаимодействия компонентов мозга, его структур, но и установить функциональные аспекты деятельности столь сложного и мало изученного органа, оценить вклад организма на развитие и состояние мозга.

2. Функции плоскостных и объемных измерений в конечном мозге попугая находятся в симбиотических отношениях, они дополняют и поддерживают друг друга. Ведущим итогом деятельности конечного мозга попугая является пространственная ориентация.

3. Изменения в течении рассудочных процессов попугая, в виде «хаоса развития», протекающие преимущественно в плоскостных структурах конечного мозга птицы, определяются информационным ресурсом, а объемные, поставляющие энергетические ресурсы, служат фактором эмерджентности в их распространении.

УДК 637.148. 07