Нейрофизиология
01.06.13.
14.30 – консультация (по желанию)
15.00 – зачет
Д.биол.н., проф. Елена Павловна Крученкова
Учебник – Хрестоматия «Физиология ЦНС»
-
Предмет и методы
Предмет
Нейрофизиология изучает механизмы функционирования нервной системы от работы нейрона (нервной клетки) до работы всего мозга. В работе мозга имеется много уровней организации, у каждого уровня свои правила функционирования.
Методы
А) методы электрофизиологии (как нервный импульс двигается по нашим клеткам – снятие электрического импульса), исследование нейронов.
Нейрон человека имеет размер 10-6 м = микрон
У некоторых беспозвоночных (крупных моллюсков) нейроны крупные, т.к. они не покрыты миелиновой оболочкой. В итоге смогли изучать нейроны кальмара (диаметр 1 мм), вставляли в него регистрирующие приборы, которые снимали электрический потенциал.
Б) химия нейромедиатора (нейротрансмиттеров)
50 лет назад их открыли
Их работу проверяли таким образом: вводили в мозг вещества, которые усиливали или ослабляли какой-нибудь нейромедиатор и оценивали работу мозга, изменения в поведении или психики.
Область, которая занимается изготовлением таких веществ (лекарств) называется психофармакология (все психотропные вещества).
В) метод погружения электродов
Оценивает работу нервной системы на уровне волокон, нервов, ядер.
Нервные клетки имеют свойство собираться вместе и образовывать нервные ядра (в ЦНС) или нервные сплетения/ганглии (в периферической НС). Например, гипоталамус, таламус – это нервные ядра. В головном мозге находится около 200 таких ядер.
В эти ядра можно погружать электроды – происходит микротрепанация черепа, которая не приносит вреда. Таким образом, можно проводить электрическую стимуляцию.
Этот метод был популярен в 50-60-е гг., тогда были открыты главные функции ядер:
-
Гипоталамус – положительные/отрицательные эмоции
-
Миндалина – страх, тревога
-
Передняя часть гипоталамуса – агрессия
-
Задняя его часть – удовольствие, эйфория
5% коры отзывалась на такую стимуляцию:
-
Моторная полоска - представительство частей тела в коре, реагирует на стимуляцию сокращениями в разных частях тела, находится на границе лобной и теменной коры
-
Чувствительная полоска – человек ощущает какие-то сенсорные импульсы, находится рядом с моторной полоской
-
Височная кора – стимуляция редко вызывает слуховые галлюцинации
-
Зрительная кора – также редко вызываются зрительные галлюцинации
В связи с этим ученые подумали, что только 5% и работает в коре головного мозга. Оказалось, что просто этот метод не подходит для изучения коры БП,
Г) для исследования коры – метод снятия электрического потенциала с коры (ученый Берген) – ЭЭГ регистрирует естественные электрические процессы.. Был популярен в 40-е гг., в 60-70-ее в России его модернизировали.
В соответствии с возможностями ручного анализа была введена классификация частот ЭЭГ по некоторым основным диапазонам, которым присвоены названия букв греческого алфавита:
-
альфа — 7—13 Гц – спокойное бодрствование
-
бета — 14—40 Гц – возбуждённое бодрствование
-
тета — 4—8 Гц - сон
-
дельта — 0,5—3 Гц - сон
-
гамма — выше 40 Гц - открыл Поляков, отвечает за сознание
-
и др.
Этот метод хорошо описывает функциональное состояние коры.
Д) компьютерная томография – виртуальные тонкие срезы мозга в формате 3D.
Раньше была рентгеновская томография – видела опухоли.
Был метод – ввод меченого изотопа (глюкоза, РНК и т.п.), и смотрели, где он в мозге концентрируется.
Потом появился метод функциональной магнитно-резонансной томографии, который дает снимки живого работающего мозга – атомы водорода выстраиваются в определенном направлении, и чем больше место работает, тем оно ярче на снимке.
Е) современные генетические методы
В основном они применялись на животных (мыши, крысы). Выводили так называемые чистые линии, в которых все гены одинаковые. Далее выбивался какой-нибудь ген и смотрели на изменения. Открыли гены агрессии, материнского поведения, восприятия (зеркальные нейроны) и др.