Нейронна організація кортико-гіпоталамічних зв’язків як функціональна основа емоційно-мотиваційної поведінки (електрофізіологічне дослідження)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Нейронна організація кортико-гіпоталамічних зв'язків як функціональна основа емоційно-мотиваційної поведінки (електрофізіологічне дослідження)

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

гіпоталамус фізіологічний поведінка

Актуальність теми. Гіпоталамус є одним з унікальних утворень головного мозку. Широке зацікавлення, що виявляють до його вивчення дослідники різних напрямків, пов'язане з тим стратегічним положенням, яке займає гіпоталамус серед інших утворень головного мозку, багатогранністю його зв'язків і функцій, еволюційною і функціональною гетерогенністю (в широкому розумінні цих термінів). Проте, мабуть, найголовнішим чинником, який зумовлює особливий інтерес до гіпоталамуса, є та обставина, що ця структура є найважливішим центром контролю майже всіх вегетативних функцій, центром, в якому інтегрується нервова і гуморальна регуляція. Саме з цією обставиною пов'язані еволюційні, морфологічні і функціональні особливості гіпоталамуса.

Починаючи з фундаментальних досліджень Карплюса і Крейдла (1909), гіпоталамус був і є об'єктом пильної уваги з боку фізіологів і нейроморфологів, біохіміків і фармакологів, клініцистів і патоморфологів. Детальному вивченню були піддані топографія, цито- і миелоархітектоніка ядер гіпоталамусу, його зв'язки з різними утворенями мозку, модифікації поведінки при подразненні і деструкціїі різних відділів гіпоталамусу (Ranson et al., 1935; Hess, 1956; Тонких, 1965; Гращенков, 1964; Судаков, 1971; Баклаваджян, 1967; 1969; 1977; 1981; 1983; Boulant, 1980; Grijaiva, 1990; Amann, Constantinescu, 1990; Hennessey et al., 1990; Roeling et al., 1993; Nakamura, 1993; Казаков и др., 1976; 1978; 1990; 1993; Kurzina et al., 1995; Blair, 1996; Guillamon, Segovia, 1997; Risold et al., 1997; Кузнецов, 1998 та ін.). Проте результати цих досліджень все ж не дозволили створити однозначних і адекватних інтерпретацій функціональної організації гіпоталамічних механізмів.

Участь гіпоталамусу в інтеграції різних форм поведінки забезпечується постійною його взаємодією з багатьма відділами головного мозку (Sakanaka et al., 1988; Hansen, 1989; Nieto et al., 1989; Hennessey et al., 1990; Seki, Zyo, 1992; Kazakov et al., 1992; Kurzina et al., 1995; Guillamon, Segovia, 1997; Risold, Swanson, 1997). Вивчення цих зв'язків є одним із принципових підходів для розкриття функціональної організації гіпоталамічної ділянки.

Дослідження Клювера і Бюсі (1939) та теоретична робота Папеца (1937) стали фундаментальними для розкриття нейрофізіологічних основ мотиваційно-емоціональної поведінки, започаткували ретельне вивчення взаємодії гіпоталамусу з лімбічними утвореннями мозку. Ці роботи стали ідеологічною основою для подальших досліджень (у тому числі таких, які проводяться ще з початку 70-х років у нашій лабораторії під керівництвом професора В.М.Казакова), спрямованих на вивчення особливостей кортикофугального контролю діяльності гіпоталамусу (Казаков и др., 1976; 1986; 1990; 1993; Казаков, Кравцов, 1978; Kazakov et al., 1992). Було виявлено ряд конкретних нейронних механізмів діяльності гіпоталамусу, які створюють підгрунтя регуляції внутрішньої сфери організму.

Особливе місце в дослідженні кортико-гіпоталамічних взаємодій займає питання відносно їх ролі в механізмах аферентного синтезу, а також їх значення в діяльності гіпоталамусу як основного інтегратора мотиваційних процесів організму (Анохин, Судаков, 1971). Найтісніші анатомічні зв'язки гіпоталамусу з фронтобазальними і парієтальними кортикальними формаціями (Nauta, 1964; Кукуричкин, 1973; Кравцов, 1976; Казаков и др. 1978; 1986; Kazakov et al.,., 1992; N.P.Kurzina et al., 1995; Glasca et al., 1989; Grijalva, Novin, 1990; Swanson, Mogenson, 1981; Risold et al., 1997) дозволяють передбачати, що дана ділянка мозку може бути відділом, де здійснюється інтеграція сигналів, що надходять від згаданої групи кортикальних полів.

Питання вивчення механізмів роботи багатоканальної філогенетично і функціонально гетерогенної системи неоархіпалеокортекс - гіпоталамус є важливим для виявлення еволюційних принципів діяльності цієї системи, а також її ролі у формуванні емоціонально-мотиваційної поведінки. Втім, джерела низхідних впливів на гіпоталамус все ще вивчені недостатньо, і чіткі уявлення про функціональне їх призначення не сформовані.

Найбільш адекватним підходом до вивчення вказаних механізмів і їх функціональних особливостей є реєстрація активності окремих нейронів гіпоталамуса при стимуляції відповідних входів. Цей метод дозволяє встановити не тільки наявність межнейронних зв'язків, але і їх вираженість і напрямок (тонічні і фазичні впливи, активація або гальмування), а також дозволяє скласти уявлення про структуру досліджуваних зв'язків (полісинаптичні, олігосинаптичні).

Важливим механізмом, що забезпечує взаємодію структур головного мозку, є конвергенція сигналів, які йдуть із різних структур, до одних й тих же нейронних одиниць. На підставі аналізу конвергентних властивостей нейронів гіпоталамусу відносно кортикофугальних впливів можуть бути отримані суттєві факти для побудови схеми функціональної взаємодії вказаних структур.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась як фрагмент запланованої під керівництвом професора П.Я. Кравцова кафедральної теми “Структурно-функціональна організація зв'язків кіркових утворень з гіпоталамусом” (№ держреєстрації 0198 U 001646, термін виконання 1997-2000 рр.). Тему дисертації затверджено на засіданні Вченої ради ДонДМУ 12 березня 1998 р., протокол № 3.

Мета і задачі досліджень: Мета представленої роботи - із застосуванням електрофізіологічних методик виявити механізми взаємовідношень різних відділів кори великих півкуль з ядрами гіпоталамуса та визначити принципи інтегративної діяльності гіпоталамічних нейронів.

Матеріали й методи дослідження. Дослідження проведені на 19 безпородних дорослих кішках обох статей масою 2,5-3,5 кг в умовах гострого експерименту. Хірургічні процедури та наступний електрофізіологічний експеримент проводилися під комбінованим (кетамін + закис азоту) наркозом. Хірургічне втручання включало до себе венесекцію і катетерізацію правої v. femoralis, препаровку і катетерізацію а.carotis interna, трахеостомію, дренування cisternae subarachnoidalis, трепанацію черепа і часткову аспірацію мозкової тканини лівої півкулі до ventriculus lateralis. Тварин переводили на штучне дихання; надалі крапельно вводили кетамін та міорелаксин в підтримуючих дозах.

Імпульсну активність окремих нейронів відводили позаклітинно за допомогою скляних мікроелектродів з опором 10-20 МОм, заповнених розчином NаСІ (3 М). Введення мікроелектрода проводилося через контралатеральну півкулю під різними кутами до горизонтальної стереотаксичної площини таким чином, щоб підхід до досліджуваної ділянки забезпечував найменшу травматизацію структур гіпоталамуса. Гістологічна верифікація точок відведення проводилася згідно з атласом Джаспера та Аймон-Маршана (1954) за стандартною методикою після виготовлення послідовних фронтальних зрізів мозку.

Для подразнення кортикальних структур поодинокими та серійними (6-100 с^-1) стимулами були використані біполярні ніхромові електроди, ізольовані за виключенням кінчиків. Міжелектродна відстань становила 1-2 мм; електроди вколювалися в тканину кіркових утворень на глибину 2-3 мм. Сила стимуляції кожної з кортикальних ділянок в 2 рази перевищувала порогову для виникнення викликаних потенціалів. Останні відводилися за допомогою скляних мікроелектродів з низьким опором на відстані 2-3 мм від стимулюючих електродів.

Позиціювання подразнюючих електродів виконувалося за координатами стереотаксичного атласу Рейнозо-Суареца (1961) у прореальній (поле 8), поясній (поле 24) звивинах, піріформній частці (періамигдалярній корі) та гіпокампі (САЗ). Вибір каналу та параметрів стимуляції, а також розрахунки положення кінчика електрода при його переміщенні здійснювалися за допомогою програмно-апаратурного комплексу, створеного в нашій лабораторії на базі персонального комп'ютера (Казаков и др., 1992). Контроль систем життєзабезпечення (моніторинг частоти серцевих скорочень, параметрів штучної вентиляції легень, підтримання заданої температури тіла) також здійснювався комп'ютером у відслідковуючому режимі.

Для аналізу реакцій будувались гістограми середньої частоти (частотограми) їх імпульсації та гістограми розподілів міжімпульсних інтервалів до і після стимуляції. Для визначення статистичної вірогідності змін частоти активності нейронів після нанесення кортикальних стимулів використовували t-критерій Стьюдента. Додатковим прийомом, використаним для оцінки реакцій, було порівняння моментів розподілів міжімпульсних інтервалів фонової та постстимульної активності.

В перебігу експериментів досліджувались реакції нейронів латерального та вентромедіального гіпоталамуса (HL та Нvm відповідно), ділянки дорсального гіпоталамуса (aHd) і ділянки проекції медіального пучка переднього мозку (МFВ).

3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Характеристика імпульсної активності гіпоталамічних нейронів.

Загальноприйнято, що функціональні особливості нейрону знаходяться у певній кореляції з характером його фонової активності. У зв'язку з цим дослідження імпульсної активності (ІА) гіпоталамічних нейронів може мати самостійне значення, як спроба зв'язати функцію нейрона та параметри його фонової активності. Для більшості досліджених нами нейронів були характерні періодичні коливання частоти послідовностей імпульсів і групування тривалостей міжімпульсних інтервалів (МІ) біля певних величин. Ми вважаємо, що періодичність в активності гіпоталамічних нейронів може бути співставлена з фізіологічними коливаннями деяких вегетативних функцій організму, однак для підтвердження цього потрібні спеціальні дослідження.

Була проаналізована ІА 53 гіпоталамічних нейронів, частота фонової активності яких перевищувала 5 с^-1. У 21 нейрона частота ІА була надто низькою (варіювала від 0,2 до 5 с^-1), що утруднювало її дослідний аналіз.

Згідно характеру частотограм у досліджених нейронів були виділені три типи фонової ІА. Перший тип (n) - це безперервна активність нерегулярного характеру з монотонною гістограмою поточної середньої частоти і відсутністю періодичності. Середня частота ІА нейронів цього типу складала 7,2 імп/с. Таку ІА мали 66% досліджених нейронів. Здогадно, такий тип активності генерують нейрони асоциативного типу (Anderson, Correia, 1977); саме цим можна пояснити максимальну кількість одиниць з подібною імпульсацією в HL.

Другий тип (r) був представлений безперервною періодичною активністю, у якій спостерігалися періодичні підвищення та зменьшення частоти ІА з інтервалами 2-10 с. На гістограмах поточної середньої частоти модуляції активності таких нейронів виглядали як рівномірні (які нагадували синусоїду) частішання і уповільнення імпульсації, або як повільні зростання частоти імпульсації з наступним швидким її спадом, або, навпаки, як швидкі зростання і повільні спади. Середня частота ІА нейронів з активністю типу "r" становила 5,6 імп/с. Частка таких нейронів складала 19%. Є підстави вважати, що подібний тип імпульсації зумовлюється циркуляцією збудження або періодичним включенням гальмівних входів; це дає можливість припустити, що це нейроні, які регулюють циклічні процеси (Hori et al., 1982; Glotzbach, Hellrer, 1984; Kiyohara et al., 1984).

Фонова активність третього типу (b) формувалася з періодично виникаючих групових розрядів (пачок), середня тривалість яких становила 2-3 с і які були розділені такими ж, або дещо більшими за тривалістю (3-4 с) інтервалами. Нейронів з фоновою активністю типу "b" було 15%. Безумовно, наявність пачкової імпульсації сама по собі не є абсолютним критерієм для ідентифікації цих клітин як секреторних, але літературні дані свідчать, що ця ознака є досить вагомою (Kendrick, 1983; Numan, 1983; Hyland et al., 1987); тому можна вважати, що, в усякому разі, значна частина "b" нейронів є секреторними одиницями.

У структурі фонової активності, що визначалася за допомогою побудови гістограм розподілу тривалостей МІ, також було виділено три типи.

Перший тип (А) характеризувався різко правоасиметричним розподілом тривалостей МІ, що наближався до пуасонівського з відсутністю дуже коротких інтервалів (з “мертвим” часом). Нейронів з фонової активністю типу “А” було 32%. Як відомо, пуасонівський розподіл МІ зумовлюється чисто випадковим надходженням вхідних впливів (Gerstein, Kiang, 1960; Rodieck et.al., 1962). В цій активності зустрічалися як дуже короткі (менші за 20 мс), так і досить тривалі (до декількох сот мс) МІ, проте останні не формували вираженої моди. Такі розподіли характеризувалися високими значеннями асиметрії та ексцесу, і їх тестування за крітерієм ² показувало їх вірогідну відмінність від нормального розподілу.

Другий тип фонової активності (S) був представлений симетричним близьким до нормального (гаусівського) розподілом МІ. Значення асиметрії та ексцесу цих розподілів не перевищували критичного рівня. Нейронів, що мали “S” тип розподілу, було 19%. Як відомо нормальний розподіл МІ формується при надходженні до нейрона основного входу, який визначає середню частоту його розрядів і багатьох додаткових входів приблизно однакової ваги.

Третій тип (Р), що зустрічався у 49% нейронів, зумовлював бімодальне (частіше полімодальне) розподілення МІ. Такі розподіли характеризувалися великим значенням асиметрії та низьким ексцесом і також вірогідно відрізнялися від нормального згідно з критерієм ². Такий характер розподілів дає підстави вважати, що до цих нейронів надходять періодичні гальмівні впливи, і це зумовлює формування мінімумів і виражених мод в області тривалих інтервалів.

Результати аналізу ІА свідчать про досить складну і різноманітну організацію синаптичних входів до досліджених нейронів. Не можна виключити, що деякі з цих нейронів здатні генерувати активність, яка не зумовлена синаптичними впливами і може розглядатися як сутовласна, або пейсмекерна (Rodieck et al.,., 1962; Anderson, Correia, 1977). Безумовно, дуже велике значення для формування ІА нейронів гіпоталамуса мають гальмівні входи до цих нейронів. Наявність таких ефективних входів згідно з характеристиками гістограм МІ очевидна майже у половини досліджених нейронів.

Очевидно, що викладені вище дані мають досить попередній характер, а припущення щодо функціональної ідентифікації досліджених гіпоталамічних одиниць відповідно характеристикам їх ІА є чисто гіпотетичним; зрозуміло, що даний аспект функціональної організації нейронних систем гіпоталамусу потребує подальших спеціальних досліджень.

Кортикофугальні впливи на нейрони гіпоталамуса при поодинокій стимуляції структур неоархіпалеокортексу.

Під час дослідження реакцій нейронів гіпоталамуса на подразнення еволюційно гетерогенних ділянок кори головного мозку поодинокими стимулами були проаналізовані відповіді 136 клітин. Ми диференціювали нейрони, які реагували на такі подразнення первинним збудженням, первинним гальмуванням або не відповідали на таку стимуляцію.

В тих випадках, коли нейрони генерували фонову імпульсацію, як вірогідні розглядалися відповіді, які являли собою відхилення від рівня фону на подвоєне стандартне відхилення значення частоти.

Поодинока стимуляція прореальної звивини викликала в досліджених гіпоталамічних нейронах головним чином збуджувальні відповіді. Кількість таких реакцій більш ніж в чотири рази перевищувала кількість гальмівних відповідей. При стимуляції поясної звивини співвідношення збуджувальних і гальмівних реакцій на поодинокі подразнення було значно меншим і складало 1,5:1,0. В умовах подразнення піріформної кори поодинокими стимулами активаційні та гальмівні реакції нейронів реєструвалися практично однаково часто. Загальна кількість гальмівних відповідей на поодинокі подразнення цієї ділянки в два рази перевищувала кількість збуджувальних.

Аналіз реакцій гіпоталамічних нейронів на поодиноку стимуляцію різних кортикальних структур показав, що найбільш виражені реакції з мінімальними латентними періодами (ЛП), які складали менш ніж 6 мс, відмічалися при подразненні прореальної звивини. Виняток становили лише реакції нейронів Hvm, де середній ЛП був 23 мс. Найменш інтенсивні відповіді з максимальними ЛП спостерігалися при подразненні гіпокампа, особливо у нейронів Hvm, де середня тривалість ЛП складала 52 мс (це були переважно гальмівні реакції). Ці дані узгоджуються з результатами морфологічних досліджень (Микеладзе, Кикнадзе 1965; 1969; Львович, 1971; Самойлов, 1972; Mogenson, 1981; Казаков, Кравцов, 1978; Казаков и др., 1976, 1986, 1990; Kazakov et al., 1992; Kurzina et al., 1995; Swanson, Risold et al., 1997).

Слід відзначити досить широке представництво різних структур неоархіпалеокортексу в гіпоталамічній ділянці, що у значній частині випадків зумовлює можливість перекриття проекцій однієї ділянки кори представництвом іншої (Казаков, Кравцов, 1978; Баклаваджян, 1981; Kazakov et al., 1992; Azuma, Chiba, 1996; Иваницкий, 1997). У кожній з ділянок гіпоталамуса виявлялися нейрони, що відповідали на подразнення однієї, двох, трьох, або всіх чотирьох тестованих кортикальних ділянок (неконвергентні, бі-, три- та тетраконвергентні нейрони). В умовах наших експериментів при кортикальних подразненнях поодинокими стимулами найбільше число конвергентних елементів спостерігалось у HL і Нvm, де локалізувалися фокуси з вираженою конвергенцією сигналів з різних кортикальних ділянок. З біконвергентних нейронів у цих відділах гіпоталамуса домінували клітини, до яких надходили сигнали з прореальної звивини та поясної кори. Серед триконвергентних нейронів переважали клітини у НL і Нvm, що відповідали на подразнення прореальної і поясної звивин і піріформної кори. Нейрони, що реагували на поодинокі подразнення всіх чотирьох тестованих кортикальних структур, були поодинокими, і локалізувалися вони в основному у НL. При поодиноких подразненнях різних ділянок кори у конвергентних одиниць ми виявляли здебільшого активаційні відповіді.

Ефекти серійної стимуляції різних кортикальних структур в нейронах гіпоталамуса.

В умовах серійної стимуляції (як найбільш адекватної) була досліджена активність 74 гіпоталамічних нейронів. Аналіз кортикофугальних впливів на гіпоталамічні нейрони показав, що у 15% нейронів серійна кортикальна стимуляція, не викликаючи статистично вірогідних зрушень фонової частоти імпульсації, призводила до перетворення типу розподілу тривалостей міжімпульсних інтервалів.

Найбільш поширеними формами зміни структури фонової імпульсної активності у гіпоталамічних нейронів під впливом серійних кортикальних подразнень були два види реакцій. Перша полягала у перетворенні симетричного “S” - розподілу у “P” - розподіл, переважно за рахунок появи коротких МІ у період післядії подразнення. Серед усіх проаналізованих нами випадків трансформації розподілів МІ частка подібних змін склала 50%.

Друга реакція полягала у переході “А” - розподілу у “Р”. Таких реакцій було 25%. До інших форм перетворення імпульсних потоків у нейронів гіпоталамуса під впливом серійних кортикальних стимулів слід віднести перехід “Р” - розподілу у “А” або “Р” у “S”, але кожне з цих перетворень зустрічалося у досить невеликій кількості випадків.

Слід зазначити, що будь-якого чіткого зв'язку між характером перетворення одного розподілу МІ у інший, і локалізацією досліджуваного нейрону або видом кортикального подразнення нам виявити не вдалося.

Застосування подразнень кортикальних структур з різними частотами (6, 8, 12, 30, 60, 100 с^-1) принципово не змінювало напрямку виниклих реакцій. Якщо при подразненні будь-якої структури розвивалася гальмівна реакція, то вона відзначалася і при використанні інших частот подразнення. Разом з тим, зростання частоти подразнення звичайно помітно змінювало загальну інтенсивність реакції (кількість імпульсів в ній). Найчастіше з підвищенням частоти подразнення вираженість реакції майже лінійно зростала, але це звичайно спостерігалося у обмеженому діапазоні частот кортикальної стимуляції

Докладний аналіз реакцій нейронів гіпоталамуса на серійні подразнення неоархіпалеокортексу показав, що збуджувальні та гальмівні реакції часто формували відповіді з наявністю on-off-ефектів.

Серійна стимуляція прореальної і поясної звивин, піріформної кори та гіпокампа викликала в нейронах досліджуваних ділянок гіпоталамуса переважно гальмування. Лише при подразненні прореальної звивини в HL співвідношення гальмівних і збуджувальних реакцій складало 0,8:1,0, причому це була єдина ділянка гіпоталамуса, в якій збуджувальних відповідей на серійну стимуляцію неоархіпалеокортексу реєструвалося більше, ніж гальмівних. Загальна кількість гальмівних відповідей на серійну стимуляцію прореальної кори в 1,7 рази перевищувала кількість збуджувальних. На подразнення поясної кори серіями стимулів нейрони гіпоталамуса також відповідали переважно гальмівними реакціями, які виникали в три рази частіше, ніж збуджувальні. Під час серійної стимуляції піріформної кори ми реєстрували найбільшу кількість нейронних реакцій, але серед них в цілому гальмівних було в дев'ять разів більше, ніж збуджувальних. На серійні подразнення гіпокампа нейрони гіпоталамуса відповідали менш активно, ніж на подразнення інших ділянок кори. Однак і в цих умовах гальмівних відповідей спостерігалося в шість разів більше порівняно із збуджувальними.

При серійному подразненні неоархіпалеокортексу значно збільшувалася відносна кількість тетраконвергентних нейронів. Якщо на поодинокі подразнення кори таких клітин було тільки 5 %, то при серійній стимуляції ми зареєстрували 15% тетраконвергентних нейронів, тобто втричі більше. Локалізувалися вони здебільшого в вентролатеральних відділах НL і Нvm. Саме тут виявлялися основні фокуси конвергенції. На відміну від ефектів поодинокої стимуляції, при серійних подразненнях для цих фокусів конвергенції характерною була наявність нейронів з гальмівним типом реакції на всі види тест-стимуляції. Співвідношення видів реакцій за подібних умов було таким: збуджувальних відповідей реєструвалося всього 4 %, а гальмівних - 34 %. При серійній стимуляції кортикальних структур, порівняно з поодинокою, зменшувалося число нейронів, які відповідали на подразнення двох або трьох ділянок кори. Біконвергентні нейрони відповідали здебільшого на подразнення прореальної та поясної закруток, або поясної закрутки та піріформної кори. Серед триконвергентних нейронів переважали клітини, що відповідали на стимуляцію прореальної й поясної закруток та піріформної кори.

Механізми взаємодії кортикальних структур головного мозку з гіпоталамічними нейронами.

Застосування поодиноких та серійних подразнень кортикальних структур дозволило виявити значну різноманітність впливів, яких можуть зазнавати нейрони гіпоталамуса з боку кортикальних структур. При цьому патерни впливів, котрі надходять з різних відділів кори, мають істотні відмінності.

Розглядаючи питання щодо інтенсивності впливів з боку кори великих півкуль мозку, слід відзначити найбільш тісні зв'язки останньої з НL та Нvт. Ми виявили, що саме в цих ділянках гіпоталамуса локалізована максимальна кількість нейронів, реагуючих на стимуляцію неоархіпалеокортексу. Саме тут розміщені два основних фокуси конвергенції впливів до нейронів гіпоталамуса, причому перший знаходиться в дорсолатеральних відділах НL, а другий -- в латеральних відділах Нvт. Необхідно підкреслити, що в умовах поодиноких подразнень в цих фокусах переважали нейрони із реакціями змішаного та збуджувального типів, а при серійній стимуляції переважали гальмівні відповіді.

Виявлений градієнт гальмування з боку різних кортикальних структур, очевидно, слід розглядати з урахуванням філогенетичного аспекту. В умовах поодинокої стимуляції мінімальна пропорція гальмівних реакцій відносно збуджувальних спостерігалася при подразненні неокортексу (прореальна звивина), більшою вона була при подразненні проміжної кори (поясна звивина), ще більшою-- при подразненні палеокортексу (піріформна кора), а при подразненні архікортексу (гіпокамп) гальмування було практично єдиним видом реакції.

Дещо інша картина відмічалася в умовах подразнення кіркових ділянок серіями стимулів. Збуджувальні реакції в НL переважали тільки при подразненні прореальної звивини, а при стимуляції інших ділянок кори гальмівні реакції в гіпоталамусі реєструвалися набагато частіше, ніж збуджувальні. На серійну стимуляцію поясної звивини та піріформної кори нейрони аНd відповідали тільки гальмуванням. Нейрони Нvт на подразнення піріформної кори та гіпокампа також реагували тільки гальмуванням. Серійні подразнення кортикальних ділянок викликали в нейронах МFВ переважно гальмівні відповіді, причому найбільша їх кількість спостерігалася при подразненні піріформної кори та гіпокампа.

Подібну різницю у співвідношенні гальмівних і збуджувальних реакцій в гіпоталамусі в разі застосування поодиноких та серійних подразнень кортикальних відділів можна пояснити тим, що при серійних подразненнях в більш значній мірі збуджуються додаткові мозкові структури, і це призводить до включення в активність гальмівних клітин, які входять до нейронних ланцюгів (кіл), виявлених раніше (Казаков, Кравцов, 1978).

Таким чином, реакції гіпоталамічних нейронів при надходженні сигналів з різними параметрами від нейронів кори можуть відрізнятися не тільки кількісно, але й якісно (своїм напрямом).

Можна висловити припущення, що коли від нейронів кори до гіпоталамуса надходять поодинокі імпульси (або, можливо, їх дуже короткі серії), розділені тривалими міжімпульсними інтервалами, вірогідність виникнення в нейронах гіпоталамуса короткотривалих дискретних збуджувальних ефектів є в цілому досить значною. Це не виключає можливості того, що на певні гіпоталамічні одиниці можуть здійснюватися також дискретні гальмівні впливи. Якщо ж із кори надходять серійні імпульсні посилання або довготривала імпульсація з достатньою частотою, істотно підвищується вірогідність того, що в даному нейроні гіпоталамуса виникне відповідний період гальмування. Таким чином, специфіка кортикофугального контролю гіпоталамічних механізмів базується не тільки на топічному принципі (пов'язаному, як вже згадувалося, з еволюційними особливостями окремих кортикальних структур). Ефекти кортикальних впливів суттєво залежать від патерну сигналів, які надходять з контролюючих утворень.

Процеси кортикофугального гальмування і збудження, а також їх взаємодія відіграють важливу роль в кортикальному контролі адаптивної поведінки з її вегетативними та емоційними проявами. Це в істотній мірі враховано в теорії емоцій Кеннона, згідно з якою виключення гальмівних впливів кори великих півкуль на гіпоталамус викликає виражені емоційні реакції (Cannon, Britton, 1925).

Результати вивчення конвергентних властивостей гіпоталамічних нейронів дозволяють оцінити характер і деякі механізми інтегративних процесів, що відбуваються в ядрах гіпоталамуса при надходженні до них кортикальних сигналів від еволюційно та функціонально гетерогенних утворень. Перш за все, привертає увагу різна кількість нейронів, що відповідають на подразнення двох і більше кортикальних ділянок, які локалізуються в різних відділах гіпоталамуса. Найбільше їх число спостерігалось у НL і Нvm. Відповідно їх локалізації, це нейрони, які беруть участь в організації складних безумовних харчових рефлексів. Конвергенція кортикальних імпульсів на нейронах гіпоталамуса, очевидно, являє собою універсальне явище і, можливо, лежить в основі процесів інтеграції, які проходять в їх нейронах перед розповсюдженням імпульсації в інші відділи центральної нервової системи.

При співставленні характеристик входів до нейронів гіпоталамуса з кортикальних структур було виявлено, що у деяких нейронів вхід з однієї кортикальної ділянки є збуджуючим, а вхід з іншої - гальмівним; при цьому звичайно один з них є домінуючим. Найбільша кількість таких нейронів була знайдена у НL. Організовані таким чином функціональні ланки припускають вірогідність модуляції впливу однієї кортикальної ділянки впливами, що надходять із іншої кортикальної ділянки.

Порівняння конвергентних властивостей нейронів при поодиноких і серійних подразненнях виявило істотні відмінності ефектів таких впливів. При поодиноких подразненнях неоархіпалеокортексу спостерігалися нейрони гіпоталамуса з діскретними збуджуючими та змішаними реакціями; а під час частотної стимуляції реєструвалися нейрони, що генерували, переважно гальмівні реакції. Така функціональна організація ядер гіпоталамуса дає можливість думати про тонічний характер впливів за умов серійної стимуляції і екстрений характер впливів при поодиноких подразненнях.

Отже, загалом можна виділити два типи впливів на нейрони гіпоталамуса з боку неоархіпалеокортексу: коригуючі тонічні та пускові екстрені.

ВИСНОВКИ