Механизмы формирования и сохранения условных рефлексов у виноградной улитки

• Автор: Гайнутдинова, Татьяна Халиловна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 309 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ РЕКОНСОЛИДАЦИИ

ДОЛГОВРЕМЕННОЙ КОНТЕКСТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ У

ВИНОГРАДНОЙ УЛИТКИ ОТ БЕЛКОВОГО СИНТЕЗА

1.1. ПРОЦЕССЫ ОБУЧЕНИЯ И ПАМЯТИ У МОЛЛЮСКОВ

1.1.1. Общие представления о пластичности нервной системы

1.1.2. Поведение и обучение как основа адаптации

1.1.3. Ассоциативное обучение у животных с простой нервной системой..

1.2. НАПОМИНАНИЕ И РЕКОНСОЛИДАЦИЯ

ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ

1.2.1. Консолидация следов памяти
1.2.2. Долговременная память и биосинтез
1.2.3. Реконсолидация памяти
1.3. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.3.1. Объект исследования
1.3.2 Выработка условного рефлекса на постукивание по раковине
1.3.3. Идентифицированные нейроны виноградной улитки
1.3.4. Регистрация электрических характеристик нейронов
1.3.4.1. Микроэлектроды
1.3.4.2. Установка для регистрации электрических характеристик
клеточных мембран
1.3.4.3. Измерение электрических характеристик
1.3.5. Формирование обстановочного условного рефлекса,
тестирование оборонительных реакций омматофоров и пневмостома
1.3.6. Применение блокатора белкового синтеза анизомицина
1.3.7. Протоколы эксперимента
1.3.8. Реконсолидация условного оборонительного рефлекса
1.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.4.1. Контекстуальная память у улиток
1.4.2. Эффекты инъекции анизомицина на контекстуальную память
1.4.3. Специфичность эффектов анизомицина на реконсолидацию
1.4.4. Электрические характеристики командных нейронов оборонительного поведения после выработки условного обстановочного рефлекса.
1.4.5. Исследование влияния блокады синтеза белка анизомицином при реактивации условного оборонительного рефлекса на постукивание
по раковине (УОР) у виноградной улитки
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМБРАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ И СОХРАНЕНИЯ УСЛОВНОГО ОБОРОНИТЕЛЬНОГО РЕФЛЕКСА И РОЛИ СА2+- И СА2+- ЗАВИСИМЫХ К+- КАНАЛОВ В СОХРАНЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМАНДНЫХ НЕЙРОНОВ ПОСЛЕ ОБУЧЕНИЯ
2.1. МЕМБРАННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОБУЧЕНИЯ И ПАМЯТИ
2.1.1. Электрическая возбудимость нейрона - основа клеточного ответа
на внешние воздействия
2.1.2. Роль ионов кальция в генерации потенциалов действия в соме и
в аксоне нейрона. Кальциевые и кальций зависимые калиевые каналы
2.1.3. Нейронные (мембранные) механизмы ассоциативного обучения у моллюсков (аплизия, виноградная улитка, прудовик)
2.1.4. Роль мембранных характеристик в обучении у моллюсков
плевробранха и гермиссенды
2.1.5. Ионные и мембранные механизмы
гетеросинаптического (пресинаптического) облегчения
2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.2.1. Выработка условного рефлекса аверзии на пищу
2.3. МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ЛЕЖАЩИЕ В ОСНОВЕ
ДЛИТЕЛЬНЫХ МОДИФИКАЦИЙ ПОВЕДЕНИЯ
2.3.1.Условный оборонительный рефлекс на постукивание по раковине
2.3.2. Влияние блокатора потенциалзависимых К+-каналов — тетраэтиламмония, блокатора быстрых К+-каналов - 4-аминопиридина, блокатора потенциал зависимых Са2+-каналов верапамила и блокаторов Са2+-зависимых К+-каналов хинина и ибериотоксина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток
2.3.3. Длительность сохранения электрических характеристик командных нейронов после выработки условного рефлекса
2.3.4. Условный рефлекс аверзии на пищу. ;
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ИОНОВ СА2+ И СА2+-СВЯЗЫВАЮЩЕГО БЕЛКА Б100 В СОХРАНЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМАНДНЫХ НЕЙРОНОВ ПОСЛЕ ОБУЧЕНИЯ
3.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В НЕРВНЫХ КЛЕТКАХ
3.1.1. Содержание ионов кальция в клетках
3.1.2. Роль внеклеточных ионов кальция
3.1.3. Внутриклеточные депо ионов кальция в нервной клетке
3.1.4. Участие ионов кальция в интегративной деятельности нервной клетки
3.1.5. Ионы Са2+ и пластичность нейронной сети
3.1.6. Роль ионов Са2+ в механизмах обучения
3.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.2.1. Формирование долговременной сенситизации
3.2.2. Растворы, использованные в работе
3.2.3. Аппликация антител к белку Б
3.3. ИОНЫ КАЛЬЦИЯ В МЕХАНИЗМАХ ОБУЧЕНИЯ
3.3.1. Исследование эффектов изменения концентрации внеклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных улиток, улиток после выработки условного оборонительного рефлекса и улиток
после формирования долговременной сенситизации
3.3.1.1. Влияние различных концентраций ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток
3.3.1.2. Влияние изменений концентрации ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов у сенситизированных улиток
3.3.2. Исследование эффектов изменения содержания внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных
и обученных улиток
3.3.2.1. Влияние кофеина на электрические характеристики командных
нейронов интактных и обученных улиток
3.3.2.2. Влияние кофеина на электрические харакгеристики командных нейронов интактных и обученных улиток в условиях блокады потенциал зависимых Са2+-каналов верапамилом и блокады Са2+-зависимых К+-каналов хинином
3.3.2.3. Влияние внутриклеточной инъекции ЭГТА на электрические харакгеристики командных нейронов интактных, обученных и сенситизированных улиток
3.3.2.4. Влияние быстрого кальциевого хелатора ВАРТА-АМ на электрические характеристики командных нейронов интактных, обученных и сенситизированных улиток в условиях блокады Са2+-зависимых К+-каналов хинином и блокады Са2+-
активируемых калиевых каналов высокой проводимости ибериотоксином
3.3.3. Исследование влияния антител к Са2+- связывающему белку Б100 на электрические характеристики командных нейронов после обучения и при
изменениях содержания внутриклеточного кальция
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ЭФФЕКТОВ ХРОНИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ КОФЕИНА,
ИНГИБИТОРА ФОСФОДИЭСТЕРАЗЫ 1ВМХ, ПРЕДШЕСТВЕННИК А И НЕЙРОТОКСИЧЕСКОГО АНАЛОГА СЕРОТОНИНА НА ОБУЧЕНИЕ

применением комбинированного генетического (трансгенной линии мышей) и фармакологического анализа было найдено, что память, зависящая от синтеза белков (инъекция анизомицина) и протеинкипазы А (инъекция ингибитора ПКА - Rp-cAMP), формировалась в промежутке от 1 до 3 часов после обучения (Bourtchouladze R. et al., 1998). Авторами показано, что в зависимости от условий тренировки наблюдаются 1 или 2 окна (критических периодов времени) консолидации, причем более слабая тренировка дает 2 периода времени чувствительности к ингибиторам белкового синтеза, а более сильная - вызывает только 1. Другая группа исследователей также обнаружила 2 временных окна консолидации памяти крыс «inhibitory avoidance (IA-обучение)» (Quevedo J. et al., 1999).
Реактивация памяти показана и у беспозвоночных животных, которая интерпретируется как реактивация, которая похожа на аналогичную у позвоночных (Sekiguchi Т. et al., 1997; Pedreira М.Е. et al., 2002; Sangha S. et al., 2003; 2005; Солнцева C.B. и др., 2006; Саушкина A.A. и др., 2007). Вырабатывалось долговременное сохранение контекстуальной сигнальной памяти у краба (Pedreira М.Е. et al., 2002). Показана амнезия этой памяти при помещении краба на 5 минут в обучаемый контекст через 24 часа после обучения и инъекции циклогексимида. Реактивация контекстного обучения была продемонстрирована и у прудовика Lymnaea (Haney J., Lukowiak K., 2001; Sangha S. et al., 2004). Дыхание у этих животных было оперантно обусловлено так, чтобы они дышали значительно реже, чем в норме. Для этого создавалась гипоксия за счет аэрирования воздуха азотом, которая служила контекстом. Если совместно с контекстом предъявлялась пища или ее запах, то прудовики обучались, а возможность вспоминания зависела от наличия контекста (Haney J., Lukowiak K., 2001). У прудовика была также найдена реконсолидация пищевых реакций (Kemenes G. et al., 2006). В следующем исследовании дыхание оперантно обусловливалось тактильным стимулом в область пневмостома в момент, когда прудовики начинали открывать пневмостом (Sangha S. et al., 2003). Через 1 неделю их тренировали для получения реактивации памяти, затем через 1 час применяли блокатор синтеза РНК актиномицин Д. .Полученные результаты показали, что в этом случае наблюдается нарушение памяти, т.е. реконсолидация памяти зависит от синтеза. Явление зависимой от синтеза белков и РНК реконсолидации было показано у моллюска Hermissenda (Child F.M. et al., 2003).