Том 74, № 5 (2024)

Информация в мозге кодируется большими популяциями нейронов – нейронными ансамблями. Клетки места в поле СА1 гиппокампа стали экспериментальной моделью изучения нейронных ансамблей мозга в силу удобства исследования. Этот обзор посвящен последним исследованиям клеток места в поле СА1. Мы рассматриваем принципы кодирования пространства клетками места, механизмы контроля активности клеток места, анатомические и физиологические особенности клеток места в разных частях поля СА1. Ключевые выводы: 1) Существует частотное и фазовое кодирование; 2) Плотные локальные связи между пирамидными нейронами могут обеспечивать обработку информации; 3) Интернейроны участвуют в формировании как частотного, так и фазового кода клеток места; 4) Пирамидные нейроны анатомически и функционально подразделяются на глубокие и поверхностные; 5) Вдоль дорсовентральной оси происходит обобщение пространственного и непространственного компонента информации. Поле СА1 имеет широкие возможности для обработки сигналов и может реализовать вычислительно сложную операцию в когнитивных процессах мозга.

Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) – это тяжелый, инвалидизирующий синдром, который индуцируется экстремальным негативным воздействием на психику людей. Симптомы заболевания чаще всего проявляются не у всей популяции стрессированных и не сразу, а через некоторый неопределенный период времени. Заболевание обусловлено центральными генетическими, эпигенетическими и нейробиологическими детерминантами, интегрированными в основу социального и природно-антропогенного контекста. Установлено одновременное развитие патологической реакции со стороны гипоталамо-гипофизарно-адреналовой, симпатоадреналовой и иммунной систем. Рассмотрено состояние основных биогенных и аминокислотных нейромедиаторов ЦНС при ПТСР. В настоящее время внимание исследователей сосредоточено на таких пептидных гормонах, как нейротрофический фактор головного мозга, нейропептид Y и лептин, которые могут быть использованы для диагностики и лечения ПТСР. Анализ литературы позволил сделать вывод, что об особенностях стрессоустойчивости людей и животных известно пока очень мало.

При реабилитации двигательных нарушений с использованием нейроинтерфейсов существенен вопрос об активности мышц, которые обеспечивают реализацию воображаемого движения. Сведения в литературе об этом противоречивы. В работе проведен анализ ЭМГ-активности мышц голени и бедра 40 здоровых добровольцев при работе с нейроинтерфейсом, основанным на кинестетическом воображении ходьбы на месте и дополненным робототехническим устройством перемещения конечностей «Биокин» (механотерапия), активируемым в случае успешного воображения движений. Показано, что работа с нейроинтерфейсом в среднем по всем участникам эксперимента приводит к увеличению активности мышц при воображении ходьбы по сравнению с покоем, а активация механотренажера (АМ) дополнительно увеличивает мышечную активность, причем ее влияние в большей степени выражено в мышцах той ноги, с которой начинается воображение ходьбы. Характер реакций мышц на задачу воображения ходьбы индивидуален. С АМ при работе с нейроинтерфейсом количество участников эксперимента с выраженной ЭМГ-активностью увеличивается, как и количество значимых корреляционных связей между активностью мышц нижних конечностей. Таким образом, использование нейроинтерфейсов, основанных на воображении ходьбы, и АМ в качестве обратной связи позволяет активизировать мышцы нижних конечностей, что важно в клинической практике при реабилитации движений.

Известно, что содержание животных в обогащенной среде (ОС) предотвращает развитие тревожно-депрессивных расстройств и когнитивных нарушений, вызванных разными стрессами. В очень ограниченном числе работ по исследованию обучения и памяти в водном лабиринте Морриса животные подвергались провоспалительному стрессу (ПВС) до влияния ОС. В настоящей работе мы впервые исследовали обратную последовательность взаимодействия ОС и стресса, когда животные сначала содержались в ОС, а потом уже подвергались ПВС. С этой целью 40 крыс в возрасте от 25 до 45 дней помещали в ОС, а 40 других крыс содержали в стандартных условиях. ПВС у крыс обеих групп вызывали введением либо 350 мкг/кг бактериального липополисахарида (ЛПС) однократно (острый стресс) или 200 мкг/кг многократно (хронический) за 1 час до начала поведенческих тестов и по ходу их проведения. Контрольным животным вводили физраствор в том же объеме. Полученные данные свидетельствуют, что крысы, содержавшиеся в ОС, быстрее находили скрытую под водой платформу и проплывали до нее меньшее расстояние, чем крысы, которых содержали в стандартных условиях. У животных с острым и хроническим ЛПС-стрессом предварительное содержание в условиях ОС приводило к нормализации показателей поведения до наблюдаемых у контрольных крыс. Под влиянием ОС у тех же крыс происходило также улучшение показателей поведения при оценке рабочей памяти. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли ОС в благотворном влиянии на поведение крыс при поиске безопасной платформы.