Биофизический мониторинг в исследованиях респираторных нейронных сетей

• Автор: Филатова, Ольга Евгеньевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 280 с. : ил.

1. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА ПМ ПРИМЕР ИЕРАРХИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРНЫХ СТРУКТУР
1.1. Морфофункциональные особенности организации респираторных нейронных сетей РНС ИМ
1.2. Ритмогенез в бульбарных нейронных сетях. Возможности биологической регуляции ритмики и состояния покоя РНС.
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ РНС НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ. ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА БАЗЕ НОВЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1. Характеристика общих методов исследования РНС.

2.2. Многоканальные жкромакипуляторы. Расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа степеней свободы

2.3. Измельчители и смесители для биофизических исследований.

2.4. Автоматические микроинъекторы физиологически активных веществ в локальные нейросетевые структуры.

2.5. Биофизические аспекты микроиньекций. Роль диффузионных процессов

2.6. Использования имплантированных частиц для разрушения

и раздражения биологических структур.

3. БИОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГЕНЕРАТОРА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ИНСПИРАТОРНОЙ АКТИВНОСТИ И ПОДДЕРЖАНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА
3.1. Регистраторы дыхания и механических перемещений в условиях естественной и искусственной нейрональной активности ДЦ
3.1.1.Простейшие регистраторы дыхательных движений
3.1.2.Многоточечные регистраторы экскурсии поверхности груд
ной клетки.
3.2. Способы к устройства для создания управляющих воздействий на респираторные нейронные сети с помощью электрических импульсов.
3.2.1.Двухканальный стимулятор дыхания
3.2.2.Способ управления дыханием лабораторного животного. .
3.2.3.Способ управления отдельными фазами дыхания жизоткого.
3.3. Биофизические аспекты тепловых воздействий. Моделирование одышки
3.4. Рефлексометркя. Новые типы рефлекссметров.
4. БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ РНС ПРИ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕКТРОСТШУЛЯЦИЙ И МИКРОИНЬЕКЦИЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЩЕСТВ.
4.1. Тормозящие и возбуждающие процессы в РНС. Использование электростимуляций и микроинъекций для мониторинговых исследований.
4.2. Электростимуляционные исследования РНС. Выбор оптимальных частотных характеристик раздражающих стимулов. .
4.3. Реакции регуляторных дыхательных структур на микровведения и системное действие ГАМК к ее дериватов. .
4.3.1.Изменения биоэлектрической активности межреберных
нервов и мышц при введении ГАМК, фенибута, карфедона
в левее и правое двойные ядра в условиях электростимуляции.
4.3.2.Нейро и миографические показатели при локальном действии аминокислот на медиальные парабрахиальные
4.3.3. Изменение частоты дыхания, биоэлектрической активности дыхательных мышц и нервов при внутривенном, вяутрибрюшинном И реГОБ введении ГАИК
и ее производных в зависимости от дозы введения . .
5. КОМПЬЮТЕРНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИЕРАРХИЧЕСКИХ РНС. . . .
5.1. Основные классы структур и соответствующе им математические модели НС
5.2. Методы идентификации КС. Метод минимальной реализации ММР.
5.3. Особенности идентификации иерархических нейросетевых систем
5.4. Результаты экспериментальных исследований иерархических респираторных нейронных сетей
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Во всех исследованиях со симуляцией сенсомоторной зоны коры активность диафрагмального эфферентного дыхательного нерва изменялась з сторону увеличения площади под огибающей интегративной характеристикой, если стимуляция наносилась в первые фазы инспирации. В этих случаях устойчиво наблюдалось прямое соответствие между активацией коры и активацией РНС ДЦ. Таким образом можно говорить об активирующем влиянии сенсомоторной зоны коры как на уровне отдельных дыхательных клеток, так к целостной системы РНС. Рис. При идентификации математических моделей ДЦ будем рассматривать указанные структуры, как некоторые интегративные, влияющие, в частности, на коэффициент диссипации возбуждения в РНС. Последнее приводит к значительным изменениям частоты дыхания и формы кривых нарастания и спада интегрированной активности эфферентных дыхательных нервов. Ритмогенез в бульбарных нейронных сетях. Возможности биологической регуляции ритмики и состояния покоя РНС. Существует большое количество биологических концепций дыхательного ритмогенеза, которые можно условно разделить на 3 направления. Рассмотрим их з определенном хронологическом порядке. Первое направление основывалось ка теории периферического дыхательного центра. Авторы этой концепции не принимали зо внимание решающую роль бульбарных структур и акцентировали свое внимание на нейронных структурах спинного мозга и блуждающих нервов БН. Так, например, в первой экспериментальной работе Вроун Секара а позднее Лангендорфа ,0 развивались представления о существовании специальных ДЦ в СМ. Эти представления базировались на твердых экспериментальных данных с перерезками спинного мозга или разрушениями продолговатого мозга, после которых в течение некоторого времени сохраняются дыхательные движения. В опытах Лангендорфа 1 после указанных перерезок, в основном, наблюдалась остановка дыхания. Однако, используя искусственную вентиляцию или раздражая афферентные нервы, можно наблюдать восстановление дыхания. На оснозании этих данных делалось заключение о существовании спинномозговых дыхательных центров, обладающих автсмзтией за счет рефлекторной деятельности. Однако гораздо позже различные исследователи отмечали неритмичность и малую глубину дыхания. В целом, такое дыхание не обеспечивает нормальную жизнедеятельность. Его относят к апериодическому дыханию с большой константой релаксации. Значительное влияние разных недыхательных афферентных нервов лежит в основе одной из наиболее распространенных теорий возникновения первого вдоха у новорожденных ,. Поэтому роль спинальных структур в генерации дыхательной ритмики у животных и человека несомненно существенна, не явно не достаточна для устойчивого ритмогенеза к жизнедеятельности в целом. Заканчивая краткое рассмотрение этого направления биологических концепций ритмогенеза, упомянем теорию саморегуляции дыхательных движений ГерингаБрайера. Отметим, что объяснения дыхательной ритмики, базирующиеся на преимущественном значении афферентных входов, имели место в теориях Розенталя, ГадаБаркрсфта и других исследователей. Однако все они в настоящее время представляют скорее исторический интерес, хотя и лежат в основе некоторых теорий. В основе этих представлений лежит непрерывно работающий инспираторный дыхательный центр центр вдоха, работа которого приостанавливает термозит, подазляет поток афферентных импульсов, идущих по блуждающему нерву. Экспирация здесь пассивна и наступает после торможения инспираторного центра вдоха. В представлениях Геринга Брайера ,9 блуждающий нерв имеет два вида центростремительных волокон инспираторные, возбуждающиеся во зремя вдоха и тормозящие полуцентр вдоха, и экспираторные, возбуждающиеся зо время выдоха и тормозящие полуцентр выдоха. Таким образом существую тормозные связи и вдох вызывает выдох, а выдох вдох. Здесь мы имеем дело с обычной саморегулирующейся системой с отрицательными обратными связями. Такие системы моделировались и моделируются еще сейчас обыкновенными дифференциальными уравнениями, только вместо контура механорецелтороз используются некоторые другие структуры 3. Упрощенность этих подходоз сказывается не только з превалировании роли эфферентов, но к в большей сложности организации рецепторного комплекса растяжения легких.