Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

метод_МПА

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
01.11.2017
Размер:
1.66 Mб
Скачать

1

ХРИСТИАНСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ ЭКОНОМИКИ МЕХАНИКИ И МЕНЕДЖЕТМЕНТА

ОДЕССКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА

Лобасюк Б.А.

механизмы

управления функцииональной межполушарной

асимметрией головного мозга

Одесса-2015

2

Лобасюк Б.А. Механизмы управления функцииональной межполушарной асимметрией. ХГЭУ. 2015. – 34 с.

УДК 612.621.7

В учебно-методическом пособии изложены представления автора о механизмах управления функцииональной межполушарной асимметрией,основанные на его экспериментальных исследованиях.

Книга предназначена для студентов биологических и психологических специальностей.

У навчально-методичному посібнику викладено уявлення автора про механізми управління функціональною міжпівкульовою асиметрією, засновані на його експериментальних дослідженнях.

Книга призначена для студентів біологічних і психологічних фахів.

Печатается по решению Ученых советов Института математики экономики и механики Одесского национального университета им. И.И. Мечникова и Христианского гуманитарноэкономического открытого университета.

©ХГЭУ 2015

©Лобасюк Б.А. 2015

3

Начиная с 50-х годов прошлого столетия постепенно накапливаются факты, свидетельствующие о функциональной асимметрии или функциональной специализации полушарий головного мозга (Бабенкова, 1970; Мосидзе, 1973, 1983; 1990; Симмерницкая, 1978; Балонов, 1979; Брагина, Доброхотова,

1981).

Полагают, что феномен функциональной асимметрии человека не может быть понят вне общих законов эволюции неживой и живой природы (Ю.А. Урманцев, 1978) и приобретает характер междисциплинарной проблемы (Н. Н. Брагина, Т. А. Доброхотова, 1981).

В предисловии к недавно изданной книге «Функциональная межполушарная асимметрия. Хрестоматия». (Издательство: Научный мир, 2004 ред. Боголепов Н.Н., Фокин В.Ф.) функциональная межполушарная асимметрияв названа одним из наиболее загадочных феноменов.

Проблема управления динамическими свойствами межполушарной асимметрии, несмотря на ее актуальность, разработана недостаточно.

Содержательную гипотезу впервые в мировой науке высказали Т.А.Доброхотова и Н.Н.Брагина (1981) о различной связи правого и левого полушария с некоторыми подкорковыми образованиями. При активации этих образований может происходить избирательная вовлеченность правого или левого полушария в конкретный вид деятельности. Изучение роли отдельных регуляторных церебральных структур в формировании различных функциональных состояний мозга человека и животных в норме и патологии является одной из фундаментальных проблем нейрофизиологии (Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Добронравова И.С., 2000).

Наличие функциональной межполущарной асимметрии головного мозга у животных в течение многих лет подвергалось сомнению, т.к. полагали, что функциональная межполушарная асимметрия является “прежде всего достоянием эволюции гоминид, особенно человека, и возникла в результате становления социального характера его деятельности и поведения” (Адрианов О.С., 1979, 1983).

4

Рис.1. ЭКоГ интактной крысы

Рис. 2. Показатели межполушарной асимметрии ритмов ЭКоГ у крыс 3 групп опытов.

Обозначения: B2A – бета-2 ритм, B1A –бета-1 ритм, AA – альфа ритм, TA –тета ритм, DA – дельта ритм.

Коэффициенты функциональной межполушарной асимметрии (ФМПА) по амплитуде определяли по формуле:

5

Уас=(Л-П)/(Л+П)*100, где Л- показатель левого полушария, П- показатель

правого полушария. Таким образом, положительные величины означали преобладание левого полушария. отрицательные - правого.

Однако, в настоящее время, в экспериментальных

 

исследованиях получены доказательства существования у

 

животных латеральной специализации больших полушарий

 

головного мозга (рис.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В условиях интактного мозга в ЭКоГ крысы

 

наблюдается сихронизированно-днсинхрнизированный ритм

 

ЭКоГ (рис.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В условиях наших опытов (рис.2-А) переход от

 

десинхронизации к синхронизации ЭКоГ при отведении от

 

интактного мозга крысы сопровождался сменой выраженной

 

левосторонней латерализации амплитуд бета-2-, бета-1-, альфа-

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и тета-ритмов правосторонней и увеличением левосторонней

 

латерализации амплитуды дельта-ритма. Исследованиями L.

 

35

 

 

 

 

 

al. (L.

Goldstein et al.,

1972) показано, что у

B1A

Goldstein et

 

испытуемых30

 

правшей

при

переходе

 

от

сна с

 

быстрыми

AA

 

 

 

 

движениями

 

глаз

в

фазу

 

 

более

 

 

 

 

B1A

движений

 

 

 

 

медленных

 

 

25

 

 

 

 

 

 

изменение

 

относительной

 

AA

 

наблюдается

 

 

 

спектральной

 

мощности двух полушарий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B2A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B2A

 

TA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DA

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1A

 

TA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

B2A

 

 

 

DA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B2A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1A

 

TA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

int_desin

 

 

 

 

 

 

int_sin

 

 

 

 

si_des

si_sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

группы опытов - ритмы ЭКоГ

 

Рис.2-А. ФМПА крысы в условиях десинхронизации и

 

синхронизации

 

 

 

 

 

 

 

B2A

B1A

AA

TA

DA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

В фазе медленных глазных движений у всех праворуких испытуемых более активным являлось левое полушарие, а в фазе быстрых движений - правое. Полученные результаты смены латерализации в периоды десинхронизации и синхронизации ЭКоГ в определенной степени согласуются с представлениями о возможности смены доминантности полушарий в разные фазы сна (M. Myslobodsky, M. Mintz, B.

Yedid-Levy, and V. Ben-Mayer, 1977) и об относительном повышении активности правого полушария во время быстрого и левого – во время медленного сна (L. Goldstein, N. W. Stolzfus, and J. F. Gardocki, 1972).

Открытие особых физиологических свойств ретикулярной формации ствола мозга является одним из самых серьёзных достижений нейрофизиологии (П. К. Анохин, 1961). Представления о роли ретикулярной формации ствола мозга в формировании электрической активности коры головного мозга (ЭКоГ) во многом были получены при изучении влияния на эту активность перерезок мозгового ствола на разных уровнях. Препарат «cerveau isolé», препарат изолированного переднего мозга (ИМП), в котором имеется разобщение взаимосвязи структур переднего мозга от структур каудального ствола и ромбенцефалона, является биологической моделью патологического коматозного состояния. Он представляет собой достаточно корректную модель для изучения роли стволовых структур мозга в формировании ЭКоГ и функциональной межполушарной асимметрии, в том числе (рис.3). В ЭКоГ препарата изолированного переднего мозга отмечается выраженность альфа-активности.

В отведениях от препарата изолированного переднего мозга все показатели ФМПА амплитуды ритмов ЭКоГ определялись положительными, как без использования сегменитации, так и в периоде десинхронизации и синхронизации (рис. 4,5) (Лобасюк Б.А., 2005). Переход от десинхронизации к синхронизации при отведении от препарата изолированного переднего мозга сопровождался увеличением левосторонней латерализации амплитуд бета-2-, бета-1- и альфа-ритмов и уменьшением левосторонней латерализации амплитуд тета- и дельта-ритмов.

7

На основании изложенных данных можно высказать предположение, что структуры ствола (в частности, РФ) и мозжечка наряду с собственно корковыми механизмами в значительной степени обеспечивают управление ФМПА в условиях интактности мозга.

Следует подчеркнуть, что показатели ФПМА в условиях изолированного переднего мозга не только были положительными, т.е. проявлялась отчетливая латерализация электрической активности в левое полушарие, но и при этом их модули в два–пять раз превышали аналогичные величины, характерные для интактного мозга.

Полученные результаты также могут свидетельствовать о том, что влияния из ствола и мозжечка в некоторой степени нивелируют собственную ФМПА полушарий; такое заключение согласуется с представлениями о генерализованном преобладании ингибиторных процессов в левом полушарии, а активационных – в правом (Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988; Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Добронравова И.С., 2000).

Межполушарные различия при использовании дробнолинейной функции как в условиях интактного мозга, так и препарата изолированного переднего мозга отчетливо выявлялись.

При приготовлении препарата изолированного переднего мозга от переднего мозга отделяется не только ствол мозга, но и мозжечок, активность которого возможно также, вносит определенный вклад в формирование ЭКоГ межполушарной асимметрии. Поэтому являлось актуальным исследовать особенности коркового электрогенеза в условиях удаления полушарий мозжечка. Как известно, после удаления мозжечка отмечалось повышение возбудимости в коре головного мозга, гиперсинхронизация и появление в ЭКоГ судорожных потенциалов (рис.6). Поэтому представляло особый интерес, с помощью использования сегментации ЭКоГ и последующей кластеризации фрагментов ЭКоГ, разделить судорожные потенциалы и фоновую ЭКоГ, с целью дальнейшего анализа эффектов удаления мозжечка на формирование ЭКоГ.

8

Рис. 3. Препараты изолированного мозга (А) и изолированного переднего мозга (Б) с соответствующими ЭЭГ.

Препарати изолированого мозга (А) и изолированого переднего мозга Бремера- (по Бремер, 193 7). При перерезке на границе головного и спинного мозга (препарат А) в ЭЭГ сохранялась картина бодртвования, а при перерезке на уровни среднего мозга (препарат Б) получали препарат спящего, и мозга. Бремер сделал ввод о том, что в изолированном головном мозге (препарат А) есть центр пробуждення, расположенный в продолговатом и среднем мозге, а изолированный передний мозг (препарат Б) не имеет связи с этим центром.

В условиях наших опытов к третьому дню после аспирации полушарий мозжечка (рис.7,8) ФМПА амплитуд всех ритмов ЭКоГ, как в условиях десинхронизации, так и в условиях синхронизации выражалась отрицательными величинами, т.е. амплитуды были латерализованы в правое полушарие. При переходе от десинхронизации к синхронизации, латерализация амплитуд ритмов ЭКоГ в правое полушарие возросла, и показатели ФМПА амплитуд ритмов ЭКоГ выражались более отрицательными величинами.

9

Рис 3-А. ЭКоГ препарата изолированого переднего мозга крысы

30

25

20

15

%

10

5

0

-5

int

si

группы опытов-ритмы ЭКоГ

B2A B1A AA TA DA

Рис. 4. Показатели ФМПА препарата изолированого переднего мозга крысы без сегментации

%

40

35

30

25

20

15

10

5

0

-5

-10

int_desin

int_sin

si_des

si_sin

 

группы опытов - ритмы ЭКоГ

 

B2A B1A AA

TA

DA

Рис.5. Показатели ФМПА препарата изолированого переднего мозга крысы с сегментацией.

10

Рис. 6. ЭКоГ крыс после аспирации полушарий мозжечка.

Обозначения: А – интактная крысы, Б-Г – аспирация полушарий мозжечка; 1 – фронтальная кора – затылочная кора слева; 2 – фронтальная кора – затылочная кора справа; 3 – фронтальная кора слева – фронтальная кора справа; 4 – затылочная кора слева – затылочная кора справа.

В целом, результаты анализа экспериментов на препарате изолированного переднего мозга и с удаленными полушариями мозжечка позволяет рассматривать организацию межполушарной асимметрии как многоуровневую систему.

Материальным субстратом межполушарной функциональной асимметрии является генетически детерминированная нейрохимическая и морфологическая асимметрия мозга (Громов Л.О., Євтушенко О.А., 2006).

Это в свою очередь, является базой для асимметричного действия на левое и правое полушарие лигандов и ксенобиотиков и управления межполушарной асимметрией на гуморальном уровне.

Показано, что одним из важных патогенетических механизмов психических заболеваний являются нарушения межполушарного взаимодействия (Otto et al.,1987; Carter et al.,1996; Metzger L.J., Paige S.R., Carson M.A., Lasko N.B., Paulus L.A., Pitman R.K., Orr S.P. 2004). Так, было установлено,

что при депрессиях имеют место функциональные нарушения в правом полушарии, а при шизофрении - в левом. Изложенное делает необходимым разработку проблемы асимметричного действия лигандов с целью обеспечения целенаправленного поиска методов фармакологических воздействий на изменения