Пластические перестройки в таламокортикальных нейронных сетях : Общие постсинаптические механизмы пластичности в центральной нервной системе

• Автор: Силькис, Изабелла Гершовна
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 251 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Длительная потенциация и длительная депрессия эффективности синаптической передачи в нейронных сетях и их возможная роль в обучении.
1.1.1. Свойства длительной потенциации и депрессии эффективности синаптической передачи
1.1.2. Участие длительной потенциации в обучении.
1.1.3. Участие модификации синаптической передачи в пластических перестройках рецептивных полей.
1.1.4. Нейронный ансамбль как функциональное объединение клеток ; спонтанная активность кортикальных нейронов.
1.2. Общепринятые постсинаптические механизмы модификации возбудительной передачи в новой коре , гиппокампе и мозжечке.
1.21. Различные механизмы модификации возбудительной передачи в новой коре и гиппокампе.
1.2.2. Постсинаптические механизмы модификации гомосинаптической возбудительной передачи в новой коре и гиппокампе
1.2.3. Гетеросинаптическая и ассоциативная модификация возбудительной передачи в новой коре и гиппокампе.
1.2.4. Механизмы модификации возбудительных входов к клетке Пуркинье мозжечка.
1.2 5. Модификация тормозной передачи в новой коре, гиппокампе и мозжечке.
1.3. О некоторых противоречиях общепринятых моделей синаптической пластичности.
1.3.1. Возможна ли индукция длительной потенциации и депрессии, не удовлетворяющих правилу Хебба?
1.3.2. Является ли уровень Са2+, при котором развиваются длительная потенциация и депрессия величиной абсолютной, а не относительной?
1.3.3. Существуют ли метапластичность и переменный порог модификации?
1.3.4. Может ли ДДм являться следствием фоефорилирования АМРА рецепторов на клетке Пуркинье?
1.3.5. Является ли действие N0 на растворенную гуанилатциклазу единственным

механизмом образования цГМФ в клетке Пуркинье?
1.3.6. Неопределенность, возникающая при исследовании свойств ДП и ДД с использованием аппликации веществ, влияющих на активацию рецепторов и активность внутриклеточных веществ
1.4. Предлагаемые подходы к созданию унифицированной модели синаптической пластичности
ГЛАВА II. МЕТОДЫ
2.1. Методы проведения электрофизиологических экспериментов
2.2. Методы исследования межнейронных взаимодействий
2.3. Особенности математическое моделирование посттетанических метаболических процессов
Рисунки
ГЛАВА III. ДЛИТЕЛЬНЫЕ ПОСТТЕТАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ В МОТОРНОЙ И ЗРИТЕЛЬНОЙ КОРЕ КОШКИ
3.1. Модификация таламо-кортикальных и кортико-кортикальных возбудительных входов
3.2. Свойства гомосииаптической длительной депрессии
3.3. Свойства гетеросинаптической длительной депрессии и потенциации
3.4. Особенности модификации возбудительной и тормозной передачи в нейронных микросетях моторной коры
3.5. Обсуждение результатов
3.5.1. Возможное участие дисинаптического торможения в длительной
депрессии возбуждения
3.5.2. Длительная потенциация синаптической передачи в "общем конечном
пути" как возможный механизм гетеросинаптической ДП
3.5.3. Сравнительный анализ модификации моносинаптических и полисииаптических входов
3.5.4. Экспериментальные условия, способствующие модификации таламо-кортикальных входов
3.5.5. Модификация паттерна межнейронных связей как элемент обучения
Рисунки
ГЛАВА IV. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ МЕЖНЕЙРОННЫХ СВЯЗЕЙ В ТАЛАМО-КОРТИКАЛЬНЫХ СЕТЯХ, ВКЛЮЧАЮЩИХ
КЛ ЕТКИ СЛУХОВОЙ КОРЫ И МЕДИАЛЬНОГО КОЛЕНЧАТОГО ТЕЛА

4.1. Функциональная организация возбудительных связей.
4.2. Модификация эффективности возбудительных связей
4.3. Функциональная организация тормозных связей.
4.4. Модификация эффективности тормозной передачи
4.5. Обсуждение результатов.
4.5.1. Особенности функциональной организации возбудительных и тормозных связей в таламо-кортикальных сетях.
4.5.2. Особенности модификации возбудительных связей в таламо-кортикальных сетях.
Рисунки.
ГЛАВА V. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ И ПЛАСТИЧЕСКИЕ ПЕРЕСТРОЙКИ РЕЦЕПТИВНЫХ ПОЛЕЙ НЕЙРОНОВ В ТАЛАМО-КОРТИКАЛЬНЫХ СЕТЯХ. ВКЛЮЧАЮЩИХ КЛЕТКИ СЛУХОВОЙ КОРЫ И МЕДИАЛЬНОГО КОЛЕНЧАТОГО ТЕЛА
5.1. Сопоставление рецептивных полей нейронов, расположенных в различных локусах слуховой коры и медиального коленчатого тела.
5.2. Пластические перестройки рецептивных полей нейронов слуховой коры и медиального коленчатого тела, вызванные мнкростимуляцией слуховой коры.
5.3. Обсуждение результатов.
5.3.1. Отклонения от принципа тоыотопической организации как следствие дивергенции и конвергенции таламо-кортикальных и кортико-кортикальных связей.
5.3.2. Модификация рецептивных полей кортикальных и таламических нейронов как следствие модификации эффективности связей в таламо-кортикальной сети. Рисунки.
ГЛАВА VI. УНИФИЦИРОВАННЫЙ ПОСТСИИАПТИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ,
ЛЕЖАЩИЙ В ОСНОВЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ПЛАСТИЧНОСТИ В НОВОЙ КОРЕ И ГИППОКАМПЕ
6.1. Оригинальные экспериментальные данные, использованные при разработке унифицированной модели синаптической пластичности.
6.2. Предполагаемый постсинаптический Са2+ зависимый механизм модификации тормозной передачи.
6.2.1. Участие ГАМКб-рецеиторов в модификации тормозной передачи.

тормозные нейроны, а это дополнительно должно приводить к уменьшению уровня Са2+ в КлП. Было показано, что при действии ГАМК и уменьшении уровня Са2+ ДПм наблюдается при той же силе стимуляции, которая обычно приводит к ДДм (Shibuki, Okada.1992). Из изложенного следует, что обнаруженное экспериментально фосфорилирование АМРА-рецепторов более вероятно коррелирует с индукцией ДПм, чем с возникновением ДДм. Таким образом, есть основания полагать, что свойства АМРА-рецепторов на КлП и на НКиГ одинаковы. Если существующая модель пластичности в мозжечке верна и фосфорилирование приводит к ДДм при высоком уровне Са2+, то значит при таких уровнях Са2+ преобладает активность ПК. Однако есть данные о том, что при высоких концентрациях Са2+ активность ПКв низкая (Olson et al., 1976), а ингибитор ПФ1 (G субстрат) становится неактивным (Kennedy, 1992). Мы полагаем, что при высоких уровнях Са24 оба эти эффекта -инактивация ПК и активация ПФ1 должны способствовать дефосфорилированию АМРА-рецепторов, а не их фосфорилированию.
Следует еще раз отметить, что в отличие от НКиГ, в которых значительное повышение уровня Са2+ приводит к ДП и ДДт, а небольшое - к ДЦ и ДПт (Artola, Singer, 1993, Komatsu, 1994), для КлП, наоборот, большое увеличение уровня Са2+ приводит к ДДм и ДПтм, а малое - к ДПм и ДДтм (Hirano, Kasono, 1994). Имеющаяся модель синаптической пластичности в мозжечке не позволяет объяснить это различие.
1.3.5. Является ли действие NO на растворимую гуанилатциклазу единственным механизмом образования цГМФ в клетке Пуркинье?
Представления о механизмах образования цГМФ в КлП являются противоречивыми. С одной стороны, имеются экспериментальные данные о том, что N0, воздействуя на растворимую ГЦ, приводит к увеличению уровня цГМФ и таким образом участвует в индукции ДДм. С другой стороны, иммуногистохимические исследования не обнаружили вызванного NO-синтазой или N0 увеличения цГМФ в КлП (de Vente et al., 1990), Имеются и данные о том, что N0 или NO-синтаза не влияют на индукцию ДДм (Linden, 1994). В КлП самый высокий уровень цГМФ, но очень мало растворимой ГЦ (Luo et al. 1994). Более того, эта ГЦ ингибируется при высоких уровнях Са2+ (Luo et al., 1994), при которых обычно развивается ДДм. Источник образования N0 также точно не определен. Имеется мнение, что N0 образуется вне КлП, а "мишень" для N0 находится внутри КлП (Tsien, 1996). По одним данным N0 образуется в результате стимуляции JIB, по другим - в результате стимуляции ПВ (Linden, 1994), однако NO-синтаза не содержится в терминалях JIB и, возможно, в