Системный компартментно-кластерный анализ устойчивости респираторных нейросетей к внешним управляющим воздействиям

• Автор: Ведясова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 331 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМА УСТОЙЧИВОСТИ ГЕНЕРА1.ИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ

РИТМИКИ

1 Л. Структура и функционирование респираторной нейронной

сети РНС.

1.1Л. Топография и нейронный состав дыхательного центра.

1 Л.2. Компартменгнокластерная организация РНС.

1.2. Участие нейротрансмиттерного системокомплекса в деятельности центрального генератора паттерна дыхания

1.3. Механизмы управляющих воздействий на РНС со стороны

супрабульбарных структур головного мозга.

1.3Л. Иерархическая организация супрабульбарных механизмов

респираторного контроля
1.3.2. Лимбическая кора как высший иерарх в системе нейрорегуляции дыхания
1.4. Современные представления об устройстве и устойчивости нейросетевых генераторов на примере РИС.
1.4.1. Теории и модели респираторного ритмогенеза.
1.4.2. Принципы компартментнокластерной организации РНС и нейрофизиологические основы генерации ритма в нейронных сетях
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Экспериментальные животные, наркоз, операционная подготовка
2.2. Электростимуляционные методы в исследовании респираторных эффектов лимбической коры.
2.3. Применение метода микроинъекций нейротропных веществ
в ядра дыхательного центра для изучения устойчивости РНС
2.4. Комплексное использование электростимуляционных и нейрохимических воздействий при анализе роли нейромедиаторных систем в механизмах реализации лимбикофугальных влияний
на РНС.
2.5. Методы регистрации показателей деятельности РНС.
2.6. Авторские методы системного компартментнокластерного анализа
в исследованиях устойчивости РНС.
2.7. Статистическая обработка экспериментальных данных.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Устойчивость дыхательной ритмики к управляющим влияниям лимбической коры.
3.1.1. Респираторные эффекты электростимуляции дорсального поля передней области поясной извилины как отражение динамики устойчивости РНС при воздействии внешних управляющих
драйвов
3.1.2. Респираторные эффекты электростимуляции вентрального
поля передней области поясной извилины.
3.1.3. Функциональная межполушарная асимметрия полей передней и задней областей лимбической коры, е нейрохимическая природа
и роль в поддержании устойчивости РНС
3.2. Участие нейромедиаторных механизмов дыхательного центра в создании условий функциональной устойчивости РНС
3.2.1. Респираторные эффекты при локальном изменении уровня активности холиноцептивных структур в нейросетях амбигуального ядра и ядра солитарного тракта
3.2.2. Респираторные эффекты при локальном изменении уровня активности норадреноцептивных структур в нейросетях амбигуального ядра и ядра солитарного тракта
3.2.3. Респираторные эффекты при локальном изменении уровня активности дофаминоцептивных структур в нейросетях амбигуального ядра и ядра солитарного тракта
3.2.4. Респираторные эффекты при локальном изменении уровня активности серотониноцептивных структур в нейросетях амбигуального ядра и ядра солитарного тракта
3.2.5. Участие нейротрансмиттерных механизмов области дыхательного центра в реализации управляющих влияний лимбической коры
на дыхание
3.3. Эффекты изменений интервалов устойчивости РНС в аспекте
компартментнокластерного подхода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Уменьшение в мозге количества нейронов, секрстирующих АД и НА, и недостаточное развитие стволовых АХергических механизмов служат одной из причин синдрома внезапной детской смерти во сне 5, 6, 7. Методами молекулярной биологии и нейротрансмиттсрной иммуногистохимии установлено, что аминергические нейроны мозгового ствола непосредственно участвуют в рсспираторно модулированной активности мышцдилататоров верхних дыхательных путей при гиперкапнии. РНС и ослаблять нейроэндокринные и гомеостатические реакции на воздействие опасных для жизни факторов например, асфиксии во время сна 7. Подобные изменения могут лежать в основе связанных со сном нарушений регуляции кардиореспираторной системы и, в частности, приводить к продолжительному апноэ во сне и затруднять пробуждение с последующим синдромом смерти 2, 6. Вопросу о роли медиаторов в адаптивной деятельности РНС в последние годы уделяется вс больше внимания в связи с развитием новой концепции о центральных хеморецепторах цХР 2, 7, 7, 3. Установлено, что точками распознавания гипер и гипокапнического стимулов в ЦПС, главным образом, являются дендритнолокализованные молекулярные хемосенсоры 0, 7,2, обладающие чувствительностью не только к и СО, но и к эндогенным регуляторным веществам. Например, в условиях гиперкапнии отчетливое влияние на активность цХР оказывает аденозинтрифосфат, действующий через СОгчувствительные пуриновые Р2рецепторы 6, 5. Респираторные эффекты на гиперкапнию могут быть обусловлены активацией рЯсенситивных катионных каналов, локализованных на мембранах 5НТергических нейронов РВЛМ 5, а на гипоксию возбуждением 0цептивных структур адренергических нейронов группы А5 0, 4. Функцию цХР могут выполнять аминокислотные и белковые молекулы, регулирующие в ДН трансмембранные ионные токи, характер которых закономерно меняется при переходе от гиперкапнии к гипокапнии. Вероятными кандидатами на роль цХР в РВЛМ, ЯСТ и голубом пятне могут быть бомбези новые рецепторы , холинорецепторы 9, 0, 6, ГАМКдрецепторы 2, 7, 7, глутаматные и ЯМРЯрецепторы 5, 2,1. Исходя из задач нашего исследования, считаем целесообразным остановиться на более детальной характеристике литературных данных о роли НА, ДА, АХ и 5НТ в центральных механизмах регуляции дыхания. Важнейшей составной частью обширной нейрорегуляторной системы ствола мозга является НАергическая медиация, которая служит для поддержания стабильности внутренней среды и непрерывного приспособления функций организма к изменяющимся внешним условиям , , 9, 9. Участвуют НАергические механизмы и в адаптивной деятельности ДЦ, что показано исследованиями, в которых при системном введении адренопозитивных и адренонсгативных веществ и их локальном воздействии на мозг зарегистрированы разнообразные респираторные эффекты 7, 2, 0, 1. Установлено, что в роли нейротрансмиттеров, индуцирующих катехоламинергическую регуляцию дыхания на бульбарном уровне, могут выступать как АД, так и НА, что доказывается способностью данных веществ при микроионофоретическом подведении модулировать активность одиночных ДН у наркотизированных кошек , 3. Существование НАергической модуляции работы генератора респираторного ритма подтверждается также результатами наблюдений i vi на новорожденных крысах 8, 3. В литературе доминирует мнение о том, что НА и АД выполняют преимущественно функцию тормозных модуляторов дыхательной ритмики 8, 4. В качестве основного источника НАергического тормозного драйва к медуллярной РНС чаще всего называется стволовая клеточная группа А5 7, 2. Аналогичные тормозные входы к элементам РНС, регулирующим респираторный ритм и формирующим временную структуру фаз дыхания, обеспечивает НАергическая группа Л 0. У мышей и крыс активация этой области мозга ведет к уменьшению частоты дыхания ЧД и минутной диафрагмальной активности аналог минутной вентиляции легких за счет пролонгирования экспирации 6. Реализация управляющих влияний, поступающих к РНС от медуллярных нейронов, продуцирующих АД и НА, связана с изменением функционального состояния пре и постсинаптических адренорецепторов в пределах РНС.