системные механизмы
.pdf
ХРИСТИАНСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА
ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ ЭКОНОМИКИ И МЕХАНИКИ
Лобасюк Б.А.
СИСТЕМНЫЕ
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЭЛЕКТРОГЕНЕЗА
Одесса 2010
ББК 56.12. Лобасюк Б.А. Системные нейрофизиологические2 механизмы электрогенеза головного мозга/–Одесса. ХГЭУ. 2010.- 442 с.
УДК: 616-008.6-085.322:004.67:303.03.732.4 ISBN 978-966-8043-54-3
В монографии представлены электрофизиологические исследования механизмов электрогенеза головного мозга, базирующиеся на системном подходе с использованием методов математического моделирования. Анализ изменений электрогенеза и межполушарной функциональной асимметрии в условиях препарата изолированного переднего мозга, при удалении полушарий мозжечка, при применении эндогенных лигандов тиролиберина, норадреналина этанола позволил сформировать представления о механизмах управления электрогенезом и межполушарной функциональной асимметрией.
Предложены оригинальный метод разделения фоновой и судорожной активности, способ моделирования многоочаговой корковой эпилепсии (получен Патент на полезную модель 15.08.2005. Бюл. №8). Сформирована оригинальная концепция электрогенеза головного мозга.
Для клинических нейрофизиологов, неврологов, психиатров, врачей функциональной диагностики, студентов, аспирантов и специалистов, занимающихся функциями мозга.
©ХГЭУ 2010
©Лобасюк Б.А. 2010
Печатается по решению Ученых советов Института математики экономики и механики Одесского национального университета им. И.И. Мечникова от 24 декабря 2015 г. протокол № 3 и Христианского гуманитарно-экономического открытого университета.
3
Памяти своего отца посвящает автор этот труд
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||
Список сокращений |
|
|
|
9 |
||
Введение |
|
|
|
|
10 |
|
Глава 1. |
|
|
|
|
21 |
|
Системный анализ и моделирование |
|
|
||||
1.1. Системный анализ |
|
|
|
23 |
||
1.1.1. Приложение идей системности в биологии |
34 |
|||||
(системная биология) |
|
|
|
|
||
1.1.2. Теория функциональных систем П.К. Анохина |
36 |
|||||
1.2. Моделирование – один из основных методов |
41 |
|||||
научного познания процессов (явлений) |
|
|||||
1.2.1. Системный анализ эволюции судорожных |
53 |
|||||
очагов и их отношений на биологической модели |
|
|||||
многоочаговой корковой фокальной эпилепсии |
|
|||||
Глава 2 |
|
|
|
|
68 |
|
Характеристика |
материала, |
методические |
|
|||
аспекты, описание и анализ примененного |
|
|||||
математического аппарата. |
|
|
|
|
||
2.1. Обьекты и методы исследования |
|
68 |
||||
2.2. |
Обоснование |
использование |
множественного |
72 |
||
регрессионного анализа для определения связей- |
|
|||||
отношений |
|
|
|
|
|
|
2.3. Некоторые понятия и определения теории графов |
76 |
|||||
2.4. Формализм и алгоритм построения модели |
78 |
|||||
2.5. |
Количественная |
электроэнцефалография. |
81 |
|||
Сегментация ЭЭГ (ЭКоГ) |
|
|
|
|
||
2.6. Математические основы выявления подобия |
83 |
|||||
в действии фармакологических объектов, |
|
|||||
использованием разностных матриц ЭКоГ |
|
|||||
Глава 3 |
|
|
|
|
85 |
|
Исследования роли ретикулярной |
формации |
|
||||
ствола мозга в механизмах коркового |
|
|||||
электрогенеза |
|
|
|
|
|
|
3.1. |
Сопоставление |
показателей |
ЭКоГ, |
85 |
||
отводимых от препаратов ИМ и ИПМ |
|
|
||||
3.2. ФМПА показателей амплитуды ЭКоГ, |
89 |
|||||
отводимой от ИМ и ИПМ |
|
|
|
|
||
3.3. Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ в |
93 |
5 |
||||
|
||||||
условиях ИМ и ИПМ |
|
|
|
|
|
|
Глава 4 |
|
|
|
|
110 |
|
Роль |
мозжечка |
в |
механизмах |
коркового |
|
|
электрогенеза |
|
|
|
|
|
|
4.1.Сопоставление показателей несегментированных |
115 |
|
||||
ЭКоГ, отводимых от препаратов ИМ и АП |
|
|
|
|||
4.2.Сопоставление |
|
показателей |
124 |
|
||
сегментированных фрагментов ЭКоГ ИМ и АП |
|
|
||||
Глава 5 |
|
|
|
|
160 |
|
Влияние некоторых лигандов – тиролиберина и |
|
|
||||
норадреналина на электрогенез |
|
|
|
|||
5.1. Влияние центрального введения ТЛ на |
160 |
|
||||
электрогенез |
|
|
|
|
|
|
5.1.2. Изменения ФМПА после центрального |
166 |
|
||||
введения ТЛ. |
|
|
|
|
|
|
5.1.3.Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ до и |
171 |
|
||||
после центрального введения ТЛ. |
|
|
|
|||
5.1.4. Изменения коэффициентов активации до и |
174 |
|
||||
после центрального введения ТЛ. |
|
|
|
|||
5.2. Влияние центрального введения НА на |
182 |
|
||||
электрогенез |
|
|
|
|
|
|
5.2.1.Изменения ФМПА после центрального 183 введения НА
5.2.2.Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ до 184 и после центрального введения НА
5.2.3.Изменения коэффициентов активации до и 185 после центрального введения НА
5.3. Анализ подобия в действии на ЭКоГ ТЛ и НА |
188 |
Глава 6 |
191 |
Влияние препарата полифенольной природы «Вин- |
|
Вита» на электрогенез |
|
6.1. Изучение влияния ПФв в условиях интактного |
191 |
мозга |
|
6.1.1. Изучение влияния ПФв на показатели ЭКоГ |
194 |
6.1.2. Изменения индексов ФМПА ЭКоГ при 200 применении ПФв
6.1.3. Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ 204 |
6 |
|
|
||
левого и правого полушарий до и после применения |
|
|
ПФв |
|
|
6.1.4. Изменения коэффициентов активации при 206 |
|
|
внутрибрюшинном введении ПФв |
|
|
6.2.Нейрофизиологический анализ нейрохимических |
214 |
|
механизмов действия ПФв |
|
|
6.3. Изучение влияния ПФв в условиях ИПМ |
214 |
|
6.3.1. Сопоставление показателей ЭКоГ, отводимых |
215 |
|
от препаратов ИМ и ИПМ при применении ПФв |
|
|
6.3.2. Изменения индексов ФМПА ЭКоГ при 219 |
|
|
применении ПФв в условиях ИПМ. |
|
|
6.3.3. Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ 221 |
|
|
левого и правого полушарий до и после применения |
|
|
ПФв в условиях ИПМ. |
|
|
6.4. Изучение механизма действия ПФв на 227 |
|
|
препарате с удаленными полушариями мозжечка |
|
|
6.4.1. Сопоставление показателей ЭКоГ, отводимых |
227 |
|
от ИМ и препарата с удаленными полушариями |
|
|
мозжечка при применении ПФв |
|
|
6.4.2. Изменения индексов ФМПА ЭКоГ при 231 |
|
|
применении ПФв в условиях препарата с |
|
|
удаленными полушариями мозжечка. |
|
|
Глава 7 |
241 |
|
Влияние этанола на электрогенез и модификация |
|
|
этого влияния ПФв |
|
|
7.1. Изучение влияния ВЭР на электрогенез |
241 |
|
7.1.1. Изучение влияния ВЭР на показатели ЭКоГ |
242 |
|
7.1.2.Изменения индексов ФМПА ЭКоГ при 244 применении ВЭР
7.1.3.Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ 246 левого и правого полушарий до и после применения ВЭР 7.2. Изучение сочетанного влияния ВЭР и ПФв на 247
электрогенез
7.2.1.Изучение сочетанного влияния ВЭР и ПФв на 247 показатели ЭКоГ
7.2.2. Изменения индексов ФМПА ЭКоГ при 250 сочетанном применении ВЭР и ПФв
7.2.3. Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ 253 |
7 |
|||
|
||||
левого и правого полушарий до и после сочетанного |
|
|||
применении ВЭР и ПФв |
|
|
|
|
7.2.4 Сравнительный анализ ЭКоГ крыс в 254 |
|
|||
зависимости от применения ВЭР и норадреналина |
|
|||
Глава 8 |
|
|
276 |
|
Анализ |
нейрофизиологических |
механизмов |
|
|
действия |
модели |
многоочаговой |
корковой |
|
эпилепсии и противосудорожного действия ПФв |
|
|||
8.1. Создание биологической модели многоочаговой 276 |
|
|||
корковой эпилепсии с помощью внутрибрюшинного |
|
|||
введения БП и анализ эволюции судорожной |
|
|||
активности |
|
|
|
|
8.1.1. Математическое моделирование |
280 |
|
||
биологической модели многоочаговой корковой эпилепсии
8.1.2.Изменения показателей ЭКоГ до и после 287 исчезновения судорожной активности индуцированной внутрибрюшинным введением БП.
8.1.3.ФМПА судорожной активности и лобно289 затылочный коэффициент при введении БП
8.2. Исследование противосудорожного влияния 291 ПФв на моделях первично-генерализованной эпилепсии и на модели корковой эпилепсии, сформированной внутрибрюшинным введением БП
8.2.1.Исследование противосудорожного влияния 291 ПФ на модели первично-генерализованной эпилепсии
8.2.2.Исследование противосудорожного влияния 293 ПФ на модели корковой эпилепсии, сформированной внутрибрюшинным введением БП
8.2.2.1. Математическое моделирование 295 биологической модели многоочаговой корковой эпилепсии при применении ПФв
8.2.2.2.Изменения показателей ЭКоГ до и после 300 исчезновения судорожной активности в условиях введения ПФ
8.2.2.3.Эволюция ФМПА и лобно-затылочного 304 коэффициента судорожной активности вызванной внутрибрюшинным введением БП и ПФв
8
8.3. Взаимоотношения амплитуд ритмов ЭКоГ до |
305 |
формирования и после прекращения судорожной |
|
активности |
|
Глава 9 |
316 |
Пространственно-временная организация ЭЭГ у |
|
правшей и левшей |
|
9.1.Изменения показателей ЭЭГ и ФМПА при 317 проведении функциональной пробы закрытые глаза/открытые глаза у правшей и левшей
9.2.Исследование регрессионных связей-отношений 321 и корреляционного соотношения амплитуд у правшей и левшей в пределах одного отведения
9.2.1.Результаты анализа использование программы 322 множественного линейного регрессионный анализа
на языке «QBASIC»
9.2.2.Результаты анализа использование программы 323 множественного линейного регрессионный анализа
«STATISTICA V5.5A»
9.3.Исследование регрессионных связей-отношений 327 и корреляционного соотношения у правшей и левшей между показателями частот в пределах одного отведения
9.4.Исследование пространственной организации 329 ЭЭГ с помощью корреляционного соотношения (когерентности) и выявления регрессионных связейотношений у правшей и левшей
9.5.Исследование соотношений межполушарных 333 регрессионных связей-отношений
Глава 10 |
336 |
Изучение влияния ПФв на показатели крови и поведения у крыс при облучении в эксперименте
10.1.Влияния поения водой крыс на показатели 336 крови и поведения при облучении
10.2.Влияние поения крыс водным раствором ПФв на 39
показатели крови и поведения при облучении
10.3. Анализ эффективности применения водного 342 раствора ПФв при облучении по показателям крови, с помощью коэффициентов соотношений
10.4. Анализ эффективности применения водного 344 |
9 |
|
|
||
раствора ПФв при облучении по показателям крови |
|
|
и поведения, использованием дискриминантного |
|
|
анализа |
|
|
10.5. Взаимоотношения между показателями крови |
345 |
|
и поведения при облучении в условиях |
|
|
предварительного поения ПФв |
|
|
Обсуждение полученных результатов |
351 |
|
Список литературы |
385 |
|
10
Список сокращений.
АП – препарат с удаленными полушариями мозжечка БП - бензилпенициллин ВЭР – водно-этанольный раствор ИМ – интактный мозг
ИПМ – препарат изолированного переднего мозга НА - норадреналин
ПФв - парафармацевтик полифенольных веществ красных сортов винограда «Вин-Вита».
ТЛ - тиролиберин ФМПА – функциональная межполушарная асимметрия ЭЭГ и ЭКоГ
ЭКоГ - электрокортикограмма ЭПа - эпилептическая активность ЭЭГ - электроэнцефалограмма