Нейрональные механизмы формирования локомоторного паттерна при электрической стимуляции спинного мозга

• Автор: Богачева, Ирина Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ И ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ.

Структурная организация спинальных ГШД.

Супрасгшнальная регуляция.

Участие афферентного входа в регулянии двигательной активности

Моделирование процессов ритмогенеза, обуславливающих локомоторную активность.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА.

Подготовка кошек для острого эксперимента.

Подготовка кошек для хронического эксперимента.

Подготовка крыс для хронического эксперимента.

Математические методы, использованные для анализа ЭМГ.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭПИДУРАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ
НА ЛОКОМОТОРНУЮ АКТИВНОСТЬ ЗАДНИХ
КОНЕЧНОСТЕЙ У ЖИВОТНЫХ С НАРУШЕННЫМ СУПРАСПИНАЛЬНЫМ КОНТРОЛЕМ
Инициация локомоторной активности под действием ЭССМ у децеребрированной кошки.
Влияние амплитуды и частоты стимула на формирование локомоторных паттернов при эпидуралъной стимуляции интактного спинного мозга.
Оптимальные параметры эпидуральной стимуляции для вызова шагательных движений у спинализированных
V
кошек в ранний период после спинализации.
Влияние парметров эпидуральной стимуляции на вызов локомоторных движений у хронических спинальных кошек.
Сравнительный анализ локомоторной активности, вызванной эпидуральной стимуляцией у хронических спинальных крыс, и локомоторными паттернами нормального животного
Заключение.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО АФФЕРЕНТНОГО
ВХОДА НА ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКОМОТОРНОГО ПАТТЕРНА ПРИ ЭПИДУРАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА.
Влияние условий опоры на амплитудночастотные характеристики шагагельного паттерна при эпидуральной стимуляции интакгного спинного мозга.
Влияние скорости движения лепты тредбана на формирование шагательного паттерна у децеребрированной кошки.
Влияние афферентного входа на локомоторную активность в разные периоды после спинализации.
Влияние скорости движений ленты тредбана на формирование локомоторных паттерпов у нормальных и хронических спипализировапных крыс.
Краткое заключение.
ГЛАВА 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОКОМОТОРНЫХ ПАТТЕРНОВ ПРИ ЭПИДУРАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА.
Введение
Результаты математического моделирования процессов формирования шагательных паттернов при варьировании параметров внешнего воздействия без учета периферической обратной связи.
Результаты математического моделирования с учетом периферической обратной связи. ,
Краткое заключение.
ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
Ритмогенез локомоторной активности при энидуральной стимуляции у децеребрированной кошки.
Механизмы, участвующие в формировании локомоторного
паттерна у острых и хронических спинализированных кошек.
Активация ГШД при помощи ЭССМ и фармакологического
воздействия у хронических спинализированных крыс.
Заключение. Структура и функционирование спинального генератора шагательных движений.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Описание такой активности при помощи модели нелинейною осциллятора дает возможность показать механизм работы спинального питательного генератора, который способен обеспечивать работу в различных режимах и при оптимальном внешнем воздействии генерировать собственный ритм, лежащий в основе шагательного паттерна. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы исследований докладывались на Международной конференции СанктПетербург, Международной конференции по функциональной электрической стимуляции Вена, Австрия, Международной конференции 5 ii ii Альберта, Канада, Международной конференции Идентификация систем и задач управления I Москва, 3й Всероссийской с международным участием школеконференции Физиология мышц и мышечной деятельности Москва, Международной конференции i Марсель, Франция, г, 1ой Всероссийской, с международным участием, конференции но управлению движением Великие Луки, . ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых журналах, 8 работ в сборниках трудов научных конференций. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, шести глав, включающих обзор литературы, описание методики, результаты собственных исследований и их обсуждение, выводов и библиографического указателя. Работа содержит 2 страницы машинописного текста, рисунков. Список литературы включает 9 наименований, из которых на русском языке и на иностранном. ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ И ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ. Введение. Локомоцию можно определил как способносл организма целенаправленно, самостоятельно перемещаться в пространстве с помощью эффективных механизмов, предназначенных для этой цели. Несмотря на существование различных способов передвижения полет, ходьба, плавание, ползание и др. Главной составляющей этой схемы являются интернейронные сети спинного мозга или центральные генераторы программ, способные обеспечивать координированную ритмическую выходную активность мотонейронов, иннервирующие исполнительные органы мышцы. Такие генераторы, обеспечивающие управление ходьбой у животных и человека, принято называть генераторами шагательных движений ГШД. Первенство в изучении спинальных механизмов управления движениями принадлежит Шеррингтону i, , который показал, что кошка после лецерсбрации и перерезки спинного мозга способна выполнять рудиментарные шагательные движения и выдвинул предположение, что нейронные структуры спинного мозга генерируют собственные ритмы, обеспечивающие такие движения. Основополагающими являются также работы английского ученого Брауна , , выполненные на спинальных и деафферентированных кошках, в которых был сделан вывод о том, что в поясничных отделах спинного мозга имеются нейронные структуры, способные инициировать ритмические движения нижних конечностей. Такая картина имеет место не только при нормальной локомоции, но и на многих экспериментальных моделях. Так, в вышеупомянутых работах Брауна сообщается о реципрокной активации флексоров и экстензоров деафферснтированной конечности кошки с периодом 0. У спинальных обездвиженных кошек при инъекции Ь3,4диоксифеИилаланииа ДОФА в ответ на однократное раздражение нерва сначала возникала длительная 0. ЗгШпег, . У спинальных обездвиженных кроликов после инъекции ДОФА Ут1а е а. Опыты, проведенные на мезенцефалических кошках с неподвижными деэфферентированными задними конечностями перерезка передних корешков, начиная с ЬЗ показывают, что при раздражении мезеицефалической локомоторной области МЛО возникает ритмическая модуляция активности мотонейронов задних конечностей с периодом сек, близким к длительности шагательного цикла Орловский, Фельдман, 6. Перечисленные данные свидетельствуют о том, что спинальцый механизм может генерировать периодический процесс с периодом, близким к длительности шага при нормальной локомоции животного 0. Если некоторая группа нейронов или нейронный ансамбль формирует выходной периодический процесс, то для понимания механизма, которым он обусловлен, может оказаться полезной сравнительная оценка двух величин периода процесса и средней длины межимпульсных интервалов МИИ, входящих в ансамбль нейронов. Известно несколько типов таких процессов.