Временная связь в нейроннах

Р.А.Чиженкова

Институт биофизики клетки РАН, Пущино-на-Оке, Россия

Исследование клеточных механизмов когнитивных функций делает необходимым рассмотрение процессов интеграции информаций, протекающих непосредственно в нейронных популяциях коры больших полушарий. Доказательством возможности внутрикоркового источника пластических перестроек являются данные, полученные на нейронально изолированном участке коры.

В предыдущих наших исследованиях было установлено, что при сочетании раздражений подкорковых структур мозга в нейронных популяциях сенсомоторной коры можно выработать временную связь. Показателем последней являются перестройки активности нейронов во время пропусков подкрепляющего стимула.

Цель настоящих исследований заключалась в выяснении рисунка перестроек нейронной активности во время пропусков подкрепляющего стимула после ряда парных сочетаний раздражений коры в интактных условиях и после нейрональной изоляции ее участка.

Исследования выполнены на бодрствующих необездвиженных кроликах, у которых в одном полушарии приготовляли нейронально изолированную полоску коры. Применяли парное сочетание раздражений, прилагаемых через два разных внутрикорковых электрода. Вызванную активность нейронов коры и перестройки импульсации при пропусках подкрепляющего стимула оценивали посредством специальной компьютерной программы.

Во время пропусков подкрепляющего стимула и в интактной коре, и в полоске корковой ткани возникал комплекс изменений нейронной активности, который состоял из воспроизведения ответов на стимулы и сдвигов импульсации, отличающихся по рисунку от реакций на реальные стимулы. Общая вероятность развития перестроек импульсации существенно не различалась в исследованных объектах (за исключением первых суток после операции). Однако конкретные их характеристики были неодинаковы. Воспроизведение реакций в полоске встречалось несколько реже, а изменения импульсации, отличающиеся по рисунку от них, наоборот, наблюдались чаще, чем в интактной коре. При этом весь процесс электрических сдвигов в полоске был более растянут во времени, по сравнению с таковым в интактной коре.

Таким образом, существуют общие закономерности формирования временной связи в интактной коре и в ее полоске. Операция нейрональной изоляции корковой ткани сказывается на характеристиках временной связи. Тем не менее, нейронные популяции самой коры способны к репродукции ответа на подкрепляющий стимул и формированию особых перестроек активности при несовпадении ожидаемого события с реальной ситуацией.