Том 74, № 3 (2024)
ОБЗОРЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СТАТЬИ
Гены белков миелина, экспрессия которых связана с болезнью Паркинсона
Аннотация
Миелин представляет собой высокоспециализированную форму плазматической мембраны. Постепенная потеря миелина является одним из характерных признаков как возрастных, так и патологических изменений мозга. В данном обзоре мы попытались охарактеризовать спектр генов, чьи продукты принимают участие в формировании и функционировании миелина ЦНС, а также оценить их возможный вклад в патогенез БП. Анализ опубликованных в настоящее время данных, полученных на модельных объектах и пациентах с БП, позволил выявить несколько генов белков миелина, которые могут быть связаны с развитием БП. Гены PLP1, MOBP, FA2H и HSPA8 являются наиболее перспективными для исследования их вклада в патогенез БП.
259-268
Глимфатическая система, сон, нейродегенерация
Аннотация
Распространенность нейродегенеративных заболеваний и сложность их лечения в поздних стадиях делает актуальным выявление ранних маркеров и симптомов данной группы заболеваний с целью оптимизации диагностики, лечения и профилактики.
Материалы и методы. Был проведен анализ базы данных PubMed по запросам: периваскулярное пространство, пространство Вирхова–Робина, глимфатическая система, нарушения сна, болезнь Альцгеймера.
Заключение: расширение периваскулярных пространств (Вирхова–Робина) можно считать ранним структурным маркером как глимфатической дисфункции, так и нейродегенеративных заболеваний, тогда как нарушение сна можно рассматривать как функциональный маркер (симптом) данных нарушений.
269-284
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (КОГНИТИВНОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Паттерны межполушарных взаимодействий при пробуждении от коротких эпизодов дневного сна
Аннотация
Ранее на материале множественных засыпаний при выполнении бимануального психомоторного теста с использованием мобильного приложения на смартфоне мы выделили и проинтерпретировали 4 качественно различных паттерна поведенческой активности межполушарных взаимодействий при засыпании. На этих же 73 студентах с 191-часовым экспериментом мы провели анализ данных, чтобы увидеть, как изменяются межполушарные взаимодействия при пробуждении ото сна. С помощью метода иерархической кластеризации по Уорду были выделены 4 кластера. Оценены средние значения поведенческих показателей в кластерах, с помощью критерия хи-квадрат Пирсона сравнили два набора кластеров.
Показано, что выраженный паттерн асимметрии между руками является наиболее редким; для наименее “сонливого” кластера характерно чередование рук при пробуждениях, для наиболее “сонливого” – меньшая предсказуемость паттернов во времени. Также показано, что “асимметричный” и “сонливый” кластер никогда не сменяют друг друга между засыпаниями и пробуждениями и чаще сменяются на оставшиеся два кластера, чем наоборот.
Полученные результаты могут отражать динамику межполушарных взаимодействий при переходах между сном и бодрствованием. Предполагается, что различия между кластерами обусловлены особенностями перестройки функциональной связности мозга в различных диапазонах ЭЭГ-активности.
285-296
Выявление нейрофизиологических маркеров обработки интрацептивных сигналов с помощью метода связанных с событиями потенциалов
Аннотация
Работа посвящена представлению и оценке работы алгоритма выделения мозгового вызванного потенциала, связанного с сердцебиением (ВПС), с помощью метода независимых компонент. Алгоритм включает одновременную регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и фотоплетизмограммы (ФПГ), выделение из ЭЭГ фрагментов, соответствующих пику пульсовой волны ФПГ, удаление из полученных фрагментов кардиогенной активности с помощью метода независимых компонент (МНК), синхронизацию фрагментов с R-зубцом кардиограммы. Для уточнения локализации источника полученного потенциала применен пространственный фильтр “current source density” (CSD). Алгоритм был апробирован на 21 участнике эксперимента и выявил характерное повышение амплитуды потенциала в промежутке от 0 до 400 мс после удара сердца — ВПС.
Таким образом, применение методов независимых компонент и пространственной фильтрации к ЭЭГ-фрагментам, синхронизированным с ФПГ, позволяет выделить мозговой вызванный потенциал, связанный с ударом сердца, независимый от собственно сердечной активности, регистрируемой скальповыми отведениями.
297-310
Вызванные потенциалы на движение звуковых стимулов при межушных различиях по интенсивности
Аннотация
Исследованы вызванные потенциалы мозга человека в ответ на начало движения звукового стимула (motion-onset response, MOR), созданного за счет линейных изменений межушных различий по интенсивности (∆I). Структура MOR при изменении ∆I совпадала с описанными в литературе ответами, полученными при изменении межушных различий по времени. Амплитуда компонента cN1 увеличивалась со скоростью движения, независимо от его направления, а компонента cP2 – только при движении от центра к периферии. Амплитуда компонентов cP1 и cN2 не зависела от скорости движения. Центробежное движение вызывало больший ответ, чем центростремительное, что соответствует полусферной модели латерализации (модели оппонентных каналов). В характеристиках потенциала MOR информация о направлении движения (к центру или к периферии) отражалась в более широком временном интервале, чем информация о скорости.
311-323
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ: ВОСПРИЯТИЕ ВНЕШНИХ СТИМУЛОВ, ДВИГАТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ, ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
Влияет ли длительный отбор по реакциям на человека на особенности процесса принятия решения у лисиц при научении?
Аннотация
В настоящей работе исследовалось поведение лисиц, прошедших длительный отбор на экспериментальной базе ИЦиГ СО РАН в двух контрастных направлениях – на доместикационное и агрессивное поведение по отношению к человеку. В качестве контроля нами были использованы неселекционируемые по поведению лисицы, разводимые на экспериментальной базе ИЦиГ СО РАН. Обсуждаются особенности исследовательской активности лисиц при предъявлении им нового объекта, помещенного в домашнюю клетку, а также поведение лисиц в тесте на угашение навыка фокусировки взгляда на источнике пищевого подкрепления. Доместицированные лисицы оказались менее склонны к неофобии по сравнению с другими протестированными нами группами. Исследовательская активность ручных лисиц отличалась большим разнообразием моторных реакций по сравнению с агрессивными и неселекционируемыми. В тесте на угашение навыка фокусировки взгляда ручные лисицы использовали большее количество различных действий по сравнению с другими исследованными группами. При помещении в новую обстановку лисята из доместицируемой популяции находили разнообразные способы преодоления преграды в процессе следования за человеком. На основе этих данных обсуждаются особенности процесса принятия решения у лисиц.
324-335
Гипоксическое прекондиционирование у крыс с низким и высоким предстимульным торможением акустического вздрагивания осуществляется через топографически различные сенсорные входы. Рабочая гипотеза
Аннотация
Нейромедиаторные и сетевые механизмы гипоксического прекондиционирования практически не изучены. Ранее на крысах мы выявили ключевую роль гиппокампа и его холинергических проекций в прекондиционирующем механизме однократной умеренной гипобарической гипоксии (ГБГ) благодаря ассоциации между эффективностью ГБГ и величиной предстимульного торможения в акустической стартл-реакции (ПСТ). В настоящем исследовании представлены первые данные о ПСТ-зависимых нейрональных сетях гипоксического прекондиционирования и их холинергических компонентах. Для корреляционного анализа использовалась активность синаптической холинацетилтрансферазы (ХАТ), индикатора холинергической функции как показатель реакции на ГБГ в гиппокампе, коре головного мозга и каудальном отделе ствола головного мозга у животных с различным уровнем ПСТ. У крыс с ПСТ < 40% активность ХАТ коррелировала в гиппокампе, коре и каудальном отделе ствола мозга, а у крыс с ПСТ > 40% – в гиппокампе и коре головного мозга. Предполагается, что ГБГ реализуется через топографически различные сенсорные входы, а именно через дыхательные нейроны ствола мозга у крыс с низким уровнем ПСТ и дыхательные нейроны обонятельного эпителия у крыс с высоким уровнем ПСТ.
336-352
Влияние содержания крыс в условиях повышенной скученности на тревожность и условно-рефлекторный страх
Аннотация
Исследовали влияние длительного содержания (с 30-го по 150-й постнатальный день) в условиях повышенной скученности (15–17 крыс в стандартной клетке размером 31 × 52 × 20 см, 106–120 см2 на крысу) на тревожное поведение, а также выработку и угашение классического условного оборонительного рефлекса у взрослых животных. У половины крыс в раннем онтогенезе вызывали активацию иммунной системы с помощью введения бактериального липополисахарида на 3-й и 5-й постнатальный день в дозе 50 мкг/кг (группа ЛПС), другой половине животных вводили физиологический раствор (группа ФИЗ). Начиная с 90-го дня крыс тестировали в “открытом поле”, приподнятом крестообразном лабиринте, вырабатывали условно-рефлекторное замирание на звук. В экспериментах участвовали как самцы, так и самки. Тестирование не выявило признаков увеличения уровня тревожности под влиянием скученности, но обнаружило снижение двигательной активности и увеличение замещающей активности (груминга) как у самцов, так и самок. При выработке условно-рефлекторного страха на звук у всех самцов, содержавшихся в скученных условиях, по сравнению с контролем время замирания было меньше. Однако только у самцов группы ЛПС под влиянием скученности нарушалась память о сигнале, страдала дифференцировка контекста и сигнала, быстрее проходило угашение рефлекса. Таким образом, при выработке условно-рефлекторного страха самцы по сравнению с самками были более подвержены негативному влиянию скученности. Пережитый ранний провоспалительный стресс у крыс усугублял влияние скученности.
353-368
МЕТОДИКА
AVRawRA – приложение для получения исходных видеозаписей в нейровизуализационных исследованиях и видеорегистрации
Аннотация
Программа видеорегистрации в бинарном формате – AVRawRA [авро́ра] представляет собой программное обеспечение, предназначенное для сбора и записи видеосигнала с камер в виде двоичного кода или сжатого видеоформата. AVRawRA позволяет использовать широкий спектр видеокамер в различных нейровизуализационных задачах. Это дает преимущество использования дорогостоящего оборудования видеорегистрации для решения нескольких задач с помощью одного программного обеспечения. Концепция представленного программного обеспечения позволяет добавлять любое камерное устройство без перестройки основного конвейера кода. Представленное программное обеспечение имеет удобный интерфейс с интерактивными элементами для регулирования параметров получения и записи в реальном времени без остановки видеопотока. Одновременная визуализация, анализ и запись в реальном времени могут осуществляться без потери эффективности и пропуска кадров. AVRawRA поддерживает запись с камерных устройств как с внешними, так и с внутренними триггерами. Размер сохраняемого видеофайла не ограничивается временем записи и ограничен только местом на накопителе. Наше программное обеспечение прекрасно подходит как для нейровизуализационных исследований, так и для экспериментов с дополнительной видеорегистрацией. В заключение можно сказать, что AVRawRA представляет собой универсальную платформу для использования различных устройств видеорегистрации, проведения анализа в реальном времени и высокоскоростной записи в форматах бинарного и сжатого видео.
369-382



