Нейромедиаторные системы (ацетилхолин и память)

• Когда речь заходит о регуляции синаптической эффективности, то естественно внимание обращается, прежде всего, на системы биологически активных веществ являющихся посредниками в синаптической передаче.

• Было установлено увеличение содержания свободного ацетилхолина в гиппокампе сразу после обучения условному оборонительному рефлексу.

• Исследования показали, что под влиянием обучения увеличивается количество холинорецепторов.

• Р. Э. Кендел (1980) полагал, что долговременная память связана со стабильным изменением чувствительности рецепторов к ацетилхолину

Норадреналин и память

• Установлено, что обучение животных в моделях с электрокожным подкреплением условных реакций сопровождается активацией норадренергических систем мозга,

• обучение с пищевым подкреплением — снижением метаболизма и уровня норадреналина в мозге животных и повышение серотонина.

• Разработана гипотеза, в соответствии, с которой норадреналин, выделяющийся при подкреплении, пролонгирует активность нейронов, вызванную предъявлением условного стимула, и этим облегчает формирование условного рефлекса.

• Значительное снижение норадреналина в мозге, разрушение нейронов голубого пятна продолговатого мозга:

• замедляет обучение,

• вызывает амнезию и

• нарушает извлечение следа из памяти.

Серотонин и память

• Установлено, что серотонин ускоряет обучение и удлиняет сохранение навыков, выработанных на эмоционально положительном подкреплении.

• Серотонин причастен к формированию эмоционально положительных, а норадреналин — эмоционально отрицательных состояний. Обе моноаминергические системы находятся в реципрокных отношениях.

• Согласно этой концепции моноамины участвуют в процессах обучения и памяти опосредованно, через нейрохимическое обеспечение положительных и отрицательных эмоциональных состояний.

Перенос памяти

• В последнее время описаны факты прямого переноса условного сахаринового отвращения у крыс.

• У одной группы крыс вырабатывали отвращение к сахариновому раствору при сочетаниях питья этого раствора с введением животным хлорида лития, приводящего к шоку.

• Ликвор обученных животных вводили реципиентам, у которых достоверно снизилось потребление сахаринового раствора.

Иммунная гипотеза переноса памяти

• Если представить себе, что после прохождения импульсов через синапс усиливается синтез специфических белков-антигенов, то их избыток должен выходить в около синаптическое пространство.

• Эти белки взаимодействуют с рядом расположенными клонами клеток астроцитарной глии и индуцируют их размножение и образование антител.

• Последние, специфически взаимодействуют с постсинаптическими мембранами тех же нейронов и облегчают проводимость в соответствующих синапсах.

• Данный клон астроцитов сохраняется в течение жизни.

• В свете данной гипотезы действующим началом «переноса памяти» может быть антиген пептидной природы, который способен автоматически найти в мозге реципиента либо соответствующую клетку глии, либо синапс.

№10Ритмы мозга

1. Ритмы в природе их значение.

2. Циркадные ритмы, ультрадианные ритмы.

3. Эволюция сна.

4. Теории сна.

5. Поведение в микро интервалах времени.

6. Ритмы и психика.

Ритмы в природе их значение

• Ритмы - свойство живой материи. Ритмы свойственны самым простейшим формам жизни. Золотистые водоросли организмы без мозга (живущие на побережье океана) имеют четкие ритмы, согласованные с лунными приливами и отливами.

• Когда наблюдается прилив, они забираются в песок на глубину, чтобы в период отлива их не унесло в море.

• В период отлива они выбираются на поверхность для получения солнечной энергии.

• Золотистые водоросли, перенесенные в аквариум, далеко от побережья и постоянно освещенные не поменяли своих навыков. По их погружениям в песок и подъему на поверхность можно было определить отлив или прилив на побережье.

Организм человека и биоритмы

• У человека биоритмы организованы мозгом. Ритмичность жизненных процессов одно из условий надежности жизни. Отсутствие ритма в физиологической системе организма человека не совместимы с жизнью.

• Нарушение процесса ритмичности получило название десинхронизации.

• Наиболее высокая суточная изменчивость выявлена для биологически активных веществ ответственных за передачу нервного возбуждения.

• Концентрация адреналина, ацетилхолина меняется в разы, серотонина на 50 % в процессе суточной ритмики.

Ритмы в природе их значение

• Процессы жизнедеятельности организма подчиняются социальным датчикам и внешним датчикам времени.

• Внешним датчиком времени является вращение Земли вокруг собственной оси, что и определяет смену дня и ночи, т.е. суточную периодичность, или циркадные ритмы.

• Применительно к животному организму циркадный ритм характеризуется закономерной сменой интенсивности физиологических обменных процессов и поведения в целом.

Ритмы в природе их значение

• Из внешних факторов, которые формируют циркадную ритмику, на первое место ставят уровень освещенности влияющее более всего на деятельность нервных центров, и регулирующее состояние гормональной сферы и обмена веществ в организме человека.

• Слуховые, температурные и др. воздействия ставят на второй план.

• Большинство млекопитающих не рождаются с готовым суточным ритмом, а вырабатывают, собственный внутренний ритм.

• Чем быстрее животное сформирует свой внутренний ритм, тем оно имеет больше шансов в борьбе за существование.

• К социальным датчикам можно отнести организованное поведение в микро и макро интервалах времени (длительность рабочей смены, кратность питания, кратность спортивных занятий и др.)

• Внутренние циркадные ритмы, как правило, очень устойчивыми и поддерживаться без непосредственного периодического влияния на организм факторов внешней среды.

Типы ритмов. Циркадные ритмы

• У золотистых водорослей сутки составили 24,8 часа. Ритмы с подобным периодом называют циркадными, circa - около; dies - день, (околосуточные). Ритмы с периодом более суток называют инфрадианными. Ритмы с периодом менее суток ультрадианными.

• У человека насчитывают более 100 проявлений циркадной ритмичности.

• Большинство природных ритмов скоординированы у человека с циклом сон -бодрствование: температура, выделение мочи, активность эндокринных желез, пищевое и половое поведение.

Нервные структуры ответственные за сон

• Нейроны ответственные за сон найдены в ретикулярной формации, ядрах шва, голубом пятне.

• Виновными считают ядра шва - находящиеся в заднем мозге они вызывают сон. Ретикулярная формация обеспечивает процесс просыпания.

• Ядра шва выделяют Серотонин. Серотонин индуцирует сон. Недостаток серотонина побуждает животных бодрствовать.

• При повреждении голубого пятна возникает боле длительный сон. Повреждение волокон от голубого пятна к ядрам шва приводит к сокращению сна.

• Супрахиазменные ядра (хиазма зрительный перекрест) ответственны за распределение сна в течение суток. Эти ядра не влияют на продолжительность сна.

• Разрушение супрахиазменных ядер приводит к беспорядочному сну в течение суток - это показано на крысах.

• Людям предполагается необходимо от 4-5 часов сна до 10 -12 часов в сутки. Считается , что длительность сна имеет генетическую основу.

Сон-бодрствование

• Люди, добровольно согласившиеся на изоляцию, от внешних сигналов обыденной жизни, приходят к ритму суток с периодом в 24,8 часа.

• Ритмичность суточных циклов существенно связана с ритмом температуры тела. Если засыпание совпадает со снижением температуры тела, то сон не длителен. Если засыпание совпадает с повышенной температурой тела, то сон может продолжаться до 14 часов.

• Люди с устойчивым ритмом сна и бодрствования засыпают в период понижения температуры тела и просыпаются с повышением температуры тела.

• Для быстрой синхронизации и стабилизации ритма сон - работа нужно скорее организовать воздействие сигналов ритмических часов на организм в новых условиях суточного ритма.

• Люди, работающие вахтовым методом для сохранения работоспособности, при приезде на новое место работы, должны сразу включатся в работу в том режиме, в котором им предстоит работать.

• Выделяют три типа людей по способности перестраивать свои суточные ритмы работоспособности:

• 1 тип - легко перестраиваются;

• 2 тип - перестраиваются с задержкой;

• 3 тип - совсем не перестраиваются.

Ультрадианные ритмы.

• Среди ультрадианных ритмов наиболее известный ритм с периодом в 90 минут.

• Этот ритм находят в ЭЭГ активности мозга человека.

• Внимание и познавательная деятельность человека чередуется ритмом в 90 минут. Этим определяется во всем мире структура построения учебных занятий в образовательных учреждениях.

• В пищеварительной системе выделен ритм моторной активности с периодом в 90 минут в длительного отсутствия приема пищи - голодный период.

• Сон имеет ритм с периодом в 90 минут. Фазы сна:

• 1-фаза - Бодрое состояние - альфа ритм 8-12 Гц.

• 2-фаза - Дремотное состояние - тета-волны 3-7 Гц.

• 3-фаза - Дремотное состояние - появление сонных веретен, частот с ритмом 12-14 Гц.

• 4-фаза Дельта волны с частотой 0,5- 2 Гц. (Глубокий сон)

• 5-фаза Быстрый сон. Повторяется 3-4 раза за весь период сна. К концу ночи быстрый сон как фаза увеличивается по продолжительности.

• За весь сон набирается 90 мин. парадоксального сна.

Сон

• Человек проснувшийся в фазу быстрого сна легче может вспомнить виденный сон. Постоянное лишение человека фазы быстрого сна приводит его к невротическому состоянию.

• Чем более высоко организованное животное, тем явственнее наличие фазы быстрого сна у него.

• Сон животных бывает двух типов: монофазный — с однократным чередованием дневного или ночного сна и периода бодрствования и полифазный — с частыми сменами периодов сна и бодрствования в ночные и дневные часы.

• Сон —это адаптация, проявляющаяся в подавлении активности в период наименьшей доступности пищи, угрозы резких колебаний внешних условий и максимальной опасности со стороны хищников.

В эволюции позвоночных выделяют три этапа в формировании цикла «бодрствование—сон».

• 1-этап — у рыб и амфибий обнаружены формы покоя как первичные адаптации к дневной и ночной освещенности. Дневную и ночную формы покоя у этих животных рассматривают как сон подобные состояния, или первичный сон. Эти формы покоя у рыб и амфибий выполняют, вероятно, функцию защиты и пассивного отдыха.

• 2- этап связан с заменой первичной формы сна качественно новой формой покоя, именуемой промежуточным сном. Этот этап характерен для рептилий и рептиле- подобных млекопитающих, медленно волновый сон которых лишен еще парадоксальной стадии.

• 3 - этап состоит в усложнении структуры сна у птиц и млекопитающих. Возникновение гомойотермности, значительное развитие головного мозга создали предпосылки для очередного приобретения в виде появления двустадийного сна: медленного и парадоксального.

Теории сна.

• Природа сна как наиболее загадочного состояния организма интересовала ученых с древних времен. Наиболее распространены гуморальные теории сна.

• В 1965 г. Ж. Монье использовал препарат с перекрестным кровообращением у двух кроликов, т. е. кровь от мозга одного кролика попадала в туловище другого и наоборот. Если у одного из кроликов раздражали участки мозга, вызывающие сон, то второй кролик тоже засыпал. Это можно было бы объяснить переносом каких-то «веществ сна».

• Действительно, во время сна в мозгу обнаружено избыточное накопление ряда биологически активных веществ — ацетилхолина, гамма-аминомасляной кислоты, серотонина.

• Однако гуморальной теории сна противоречат наблюдения над сросшимися близнецами, обладающими общим кровообращением, но с раздельной центральной нервной системой. Сон у близнецов наступал не одновременно, одна голова спит, а другая бодрствует.

Нервные теории сна.

• Один путь исследований — это изучение так называемого центра сна, существование которого в ядрах гипоталамуса у животных утверждал швейцарский физиолог В. Гесс (1933). У больных с пораженным гипоталамусом также отмечалась повышенная сонливость: у раненого солдата осколок снаряда находился на уровне гипоталамуса, а попытка извлечь осколок пинцетом вызывала глубокий мгновенный сон.

• Сегодня с несомненностью установлена корково-подкорковоя локализация структур управления сном. П. К. Анохин (1945) считал, что лобные доли коры мозга, заторможенные во сне, высвобождают от своего непрерывного тормозного контроля гипоталамические структуры. Последние, активные в течение сна, блокируют прохождение импульсов через таламус, вызывая своеобразную функциональную деафферентацию коры больших полушарий

Теории сна

• Все большее внимание начинает привлекать так называемая информационная теория сна (Н. Винер). Согласно этой теории, в течение дня мозг накапливает огромную информацию, усвоение которой затруднено, а часть ее не имеет отношения к долговременным задачам. Если кратковременная память заполняется днем, то ночью часть содержащейся в ней информации переписывается в долговременную память.

• М. Жуве (1967) развивает гипотезу о моноаминергической регуляции стадий сна. По его представлениям медленно волновый сон регулируется серотонинергической системой ядер шва в продолговатом мозге, ибо им установлена прямая зависимость сна от функциональной активности этих мозговых образований и общего уровня серотонина и его обмена.

• Катехоламинергические нейроны голубого пятна и ретикулярной формации среднего мозга выступают как антагонистическая система, ответственная за возникновение быстрого сна и состояния бодрствования. Биологическое значение быстрого сна продолжает оставаться неразрешенной проблемой.

Поведение в микроинтервалах времени

• Поведение в микро интервалах времени имеет механизмы, ответственные за формирование «чувства времени», автоматизированного поведения и других форм адаптации.

• Следы нервных процессов могут выступать в качестве самостоятельного сигнального фактора, отчетливо было продемонстрировано в опытах с условными рефлексами на «чистое время».

• Например, крыса обучается избегать электрического удара через контакты в полу камеры путем перехода через дверь в аналогичную соседнюю камеру. Но в этой соседней камере спустя 2 мин через такой же электропол подается ток, заставляющий животное вернуться обратно.

• Такие «челночные» движения животное первое время обучается производить через 2 мин, а спустя некоторое число сочетаний крыса переходит в «безопасную» камеру, не ожидая действия тока, а за 5—10 секунд до его включения.

• Организация поведения в макроинтервалах времени подчиняется, прежде всего, суточным (циркадным) ритмам, которым соответствует цикл бодрствование—сон, а также сезонным ритмам, которые определяют зимнюю или летнюю спячки, миграционную активность, репродуктивную, деятельность. Эти формы поведения контролируются структурами гипоталамуса.

Ритмы и психика

• Показана связь такого состояния как ДЕПРЕССИЯ с нарушением жизненных ритмов.

• Изучение сна у людей подверженных депрессии показало наличие у них диспропорции между фазами сна.

• Депрессию можно корректировать через лишение сна.

• Одна из гипотез возникновения депрессии нарушение обмена адреналина в мозге. Адреналин считают главным фактором регуляции фазы быстрого сна.

• Такую форму поведения как бессонница исправляют с помощью нормализации ритма сон - бодрствование.

№11Эмоции

1. Теории эмоций

2. Функции эмоций

3. Структуры мозга участвующие в эмоциях

4. Развитие эмоций

5. Эмоциональный стресс