Роль дофамінергічних нейронів кішки у формуванні ефектів сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ (електроенцефалограми)

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

УДК 612.822.3+612.825.5

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

РОЛЬ ДОФАМІНЕРГІЧНИХ НЕЙРОНІВ КІШКИ У ФОРМУВАННІ ЕФЕКТІВ СЕАНСІВ ЗВОРОТНЬОГО ЗВ'ЯЗКУ ЗА ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЕЕГ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

ФОКІНА ЮЛІЯ ОЛЕГІВНА

Сімферополь - 2010

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано на кафедрі фізіології людини і тварин та біофизики у Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Павленко Володимир Борисович Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського професор кафедри фізіології людини і тварин та біофізики

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, доцент Кузнецов Ігор Ернестович Донецький національний університет професор кафедри фізіології людини і тварин;

доктор медичних наук, професор Євстаф'єва Олена Володимирівна Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгіївського завідувач кафедри нормальної фізіології

Захист відбудеться «30» вересня 2010 р. о 13-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 у Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського за адресою: вул. Ялтинська, 20, Сімферополь, 95007.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського за адресою: пр. Вернадського 4, Сімферополь, 95007.

Автореферат розісланий « » ____________ 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 Д.Р. Хусаінов

кореляція мозок спектральний електроенцефалограма

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Реєстрація та аналіз електроенцефалограми (ЕЕГ) є ефективним способом оцінки функціонального стану центральної нервової системи (ЦНС); відповідні методи широко використовуються в дослідницькій та клінічній практиці. У той же час треба визнати, що механізми, що лежать в основі формування і модифікацій частотних компонентів (ритмів) ЕЕГ, у багатьох аспектах залишаються недостатньо зрозумілими [Steriade, 1990; Nunez, 1995; Knyazev, 2003; Rose, 2009]. Очевидний інтерес викликає зв'язок між активністю нейромодуляторних церебральних систем і характеристиками ЕЕГ. До таких систем належать системи, що беруть початок у блакитній плямі, ядрах шва і вентральному тегментумі/чорної субстанції (ВТ/ЧС). Це, відповідно, норадренергічна, серотонінергічна і дофамінергічна (ДА-) системи. У 1997 р. Д. Любаром було висловлено припущення, згідно з яким на процес формування ритмів ЕЕГ критично впливає активність нейронів амінергічних систем стовбура мозку [Lubar, 1997]. Встановлено, що імпульсна активність нейронів амінергічних систем безперервно варіює, завжди випереджаючи на сотні мілісекунд наступні зміни ЕЕГ компонентів [Жадин, 1986; Berridge, 2000]. У проведених раніше дослідженнях [Колотілова, Павленко, Фокіна, 2005-2008], ми виявили наявність досить виражених зв'язків між параметрами імпульсної активності серотонінергічних нейронів ядер шва і норадренергічних клітин блакитної плями стовбура мозку, з одного боку, та змінами спектральної щільності потужності (СПМ) ряду основних ритмів ЕЕГ - з іншого. Поряд із зазначеними системами, ще однією з найважливіших амінергічних систем стовбура головного мозку є ДА-система, яка має безпосереднє відношення до організації рухових актів [Раєва, 1988; Doudet, 1990; Dunnett, 1992], формування енграм пам'яті [Routtenberg, 1978], змін стану механізмів, що забезпечують увагу [Malone, 1997], розвитку позитивних емоцій [Schultz, 1999; Malone, 1997]. ДА-система пов'язана з механізмами мотивації [Грей, 1993], надаючи істотну рефлекторну дію на психофізіологічний стан тварин і людини. Очевидно зазначена система, як і інші амінергічні системи, робить певний внесок у формування ритмів ЕЕГ і впливає на їх показники.

Потрібно відзначити, що нині досить поширеним засобом корекції ряду поведінкових розладів і порушень функціонування ЦНС стали процедури з використанням методу зворотнього зв'язку (ЗЗ) за характеристиками ЕЕГ (нейротерапія, neurofeedback, ЕЕГ-ЗЗ) [Федотчев та ін., 2006]. Цей метод впливу на масову електричну активність ЦНС людини та її психофізіологічний стан є неінвазивним і здебільшого дуже ефективним. Залежно від характеру та вираженості неврологічних порушень проводяться сеанси ЕЕГ-ЗЗ різної спрямованості. При цьому модифікації піддаються ті чи інші ритми ЕЕГ, вираженість яких корелює з певними видами поведінкових проявів [Budzynski, 1999; Ейсмонт, Павленко, 2008-2009].

У той же час необхідно визнати, що нейрофізіологічні механізми коригуючої дії цього методу залишаються практично невивченими [Пузін, 2002]. У цьому аспекті особливої уваги заслуговує вплив подібних процедур на амінергічні системи мозку. Ці системи, як відомо, відіграють ключову роль у запуску і контролі ряду критично важливих поведінкових феноменів [Abarbanal, 1995]. Проте існують лише припущення про роль нейронів амінергічних систем головного мозку у формуванні ефектів тренінгів ЕЕГ-ЗЗ [Abarbanal, 1995; Lubar, 1997; Sterman, 1996], а експериментальні дослідження з вивчення цього питання не проводилися.

Наші дослідження виконані на котах у стані неспання, в умовах хронічного експерименту. Вибір хронічного експерименту обумовлений тим, що роль активності ДА-системи ВТ у формуванні рисунка поточної ЕЕГ можна оцінити тільки в експериментах на котах у стані неспання, в умовах поведінки, наближеної до вільної, під час яких збережено не тільки конкретні природні модулюючі зв'язки між нервовими елементами, але й природний рисунок ЕЕГ [Сторожук, 2008].

Таким чином, дана робота дозволить отримати нові відомості про роль ДА-системи ВТ стовбура мозку у формуванні поточного патерну ЕЕГ, а також за допомогою розробленої моделі отримати перші експериментальні дані про механізми, що лежать в основі формування ефектів тренінгів ЕЕГ-ЗЗ, і оцінити роль ДА-системи ВТ у цих процесах. Прогрес таких досліджень важливий у плані фізіологічно обгрунтованого і раціонального використання методу ЕЕГ-ЗЗ для корекції психічних розладів різного характеру.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано відповідно до науково-дослідних планів кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського за програмою: «Фізіологічні та біофізичні механізми біологічної дії факторів різної природи та інтенсивності на функціональний стан організму людини і тварин» (№ держ. реєстрації 0106U003976) і проблемної лабораторії Вищої нервової діяльності за темами «Корекція несприятливих психофізіологічних станів за допомогою біологічного зворотнього зв'язку за електроенцефалограмою» (Державний реєстраційній номер 0106U001265) і «Нейрофізіологічний аналіз взаємовідносин емоційних і когнітивних процесів та їх корекція» (Державний реєстраційній номер 0109U002192). Тема дисертаційної роботи затверджена Вченою радою Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського 27.02.2008 р., протокол № 2.

Метою дисертаційної роботи було виявлення зв'язків між частотою фонової імпульсної активності (ФІА) ДА-нейронів ВТ стовбура мозку і характеристиками масової електричної активності кори (ЕЕГ) котів у стані неспання, а також з'ясування характеру зміни активності ДА-нейронів ВТ та ЕЕГ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ різної спрямованості.

Завдання дослідження:

1. Використовуючи паралельні відведення імпульсної активності окремих ДА-нейронів ВТ та ЕЕГ у кішки у стані неспання, виявити характер кореляцій частоти ФІА окремих нейронів ДА-системи стовбура мозку і потужності спектральних компонентів ЕЕГ.

2. Встановити можливість навчання тварини керувати ритмами своєї ЕЕГ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ.

3. Оцінити модифікації потужностей ритмів ЕЕГ у ході сеансів ЕЕГ-ЗЗ різної спрямованості.

4. Виявити модифікації активності ДА-нейронів ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ різної спрямованості.

Об'єкт дослідження - імпульсна активність окремих нейронів ДА-системи ВТ стовбура мозку і масова електрична активність різних зон неокортексу кішки у стані неспання.

Предмет дослідження - зв'язок між частотою ФІА ДА-нейронів ВТ і величиною СЩП ритмів ЕЕГ при їх паралельній реєстрації, а також модифікації імпульсної активності ДА-нейронів ВТ та СЩП ритмів ЕЕГ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ.

Методи дослідження - у роботі використано позаклітинне відведення імпульсної активності нейронів і монополярну реєстрацію ЕЕГ. Електофізіологічні дані реєстрували за допомогою «Комп'ютерної програми для паралельної реєстрації нейронної активності та електроенцефалограми тварини при проведенні сеансів біологічного зворотнього зв'язку», розробленої Зінченком Є. М., Куліченком О. М., Фокіною Ю. О., Павленком В. Б. (свiдоцтво про реєстрацiю авторського права на твiр № 29335). Отримані дані оброблено методами варіаційної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше отримано дані про зв'язок частоти імпульсної активності ДА-нейронів ВТ стовбура мозку з вираженістю певних ритмів ЕЕГ. Уперше показано, що частота ФІА ДА-нейронів ВТ стовбура мозку і СЩП альфа-і бета-ритмів ЕЕГ у переважній більшості випадків позитивно корелюють. Уперше запропоновано модель для вивчення механізмів формування ефектів тренінгів ЕЕГ-ЗЗ (Патент України на корисну модель № 35239, МПК (2006) А61В 6 / 02 "Спосіб вивчення механізмів біологічного зворотнього зв'язку", Опубл. 10.09.2008. Бюл. № 17). Уперше вивчено модифікації імпульсної активності ДА-нейронів області ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ. Показано, що при проведенні сеансів акустичної ЕЕГ-ЗЗ активність ДА-системи ВТ достовірно змінюється. З огляду на значну близькість характеристик ЕЕГ людини і кішок [Кратін, 1987; Шевко, 1987], у роботі здійснено спробу з певною обережністю екстраполювати отримані на тваринах дані про зв'язок імпульсної активності ДА-нейронів ВТ з СЩП ритмів ЕЕГ та про можливу роль ДА-системи ВТ у формуванні ефектів тренінгів ЕЕГ-ЗЗ для пояснення низки недостатньо вивчених питань функціонування ЦНС людини.

Практична цінність одержаних результатів. Одержані результати мають теоретичну цінність, оскільки поглиблюють знання про зв'язки стовбурових структур мозку та неокортексу, роблять внесок у розвиток уявлень про механізми генерації поточного патерну ЕЕГ та механізми формування ефектів тренінгів ЕЕГ-ЗЗ. Практичне значення полягає в тому, що досліджено особливості зміни активності нейронів ДА-системи під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ, що становить певний інтерес для використання цього методу на практиці. Отримані дані дозволять більш диференційовано підходити до розв'язання питань про призначення сеансів ЕЕГ-ЗЗ, а також вибору їх спрямованості, оскільки виявлені факти розкривають деякі механізми формування ефектів таких сеансів. Результати роботи, де розглядаються специфічні реакції ДА-нейронів ВТ, як одного з чинників формування індивідуального патерну кіркових ЕЕГ-потенціалів, а також модифікації активності ДА-нейронів під час тренінгів ЕЕГ-ЗЗ, можуть зацікавити нейрофізіологів, психофізіологів, нейропсихологів та ін.

Отримані в роботі відомості про зв'язок частоти розрядів ДА-нейронів ВТ із СЩП ритмів ЕЕГ, а також дані про зміну імпульсної активності ДА-нейронів ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ включено до загальних курсів «Фізіологія людини і тварин», «Біофізика», спеціальні курси «Електрофізіологія», «Психофізіологія» і «Медична біофізика» кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Методика, схема експериментів, основні принципи аналізу одержаних даних розроблено спільно з науковим керівником. Спосіб вивчення механізмів ЕЕГ-ЗЗ, технічні завдання для написання комп'ютерної програми та налагодження роботи комп'ютерної програми розроблялися і проводилися спільно зі співавторами. Самостійно було проведено: огляд літератури, електрофізіологічні серійні експериментальні дослідження на тваринах, які виконувалися в ході даної роботи, статистичну обробку та інтерпретацію одержаних результатів. У працях, написаних у співавторстві, здобувачу належить проведення експериментальних досліджень, обробка результатів та спільно зі співавторами аналіз літератури.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації повідомлені на V Міжнародному симпозіумі «Актуальные проблемы биофизической медицины» (Київ, 2007), International neuroscience school (Дніпропетровськ, 2008), IV конференції Українського товариства нейронаук (Донецьк - Слов'янськ, 2008), IV Всеукраїнській науковій конференції «Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології» (Київ, 2008), Міжнародній науковій конференції "Системна організація психофізіологічних та вегетативних функцій" (Луцьк, 2009), XVII Міжнародній науковій конференції студентів, аспірантів і молодих учених «Ломоносов-2010» (Москва, 2010), XVIII Зїзді Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю (Одеса, 2010), щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу, аспірантів та студентів Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (Сімферополь, 2006 - 2010).

Публікації. За результатами досліджень, що увійшли в дисертацію, опубліковано 17 наукових робіт, з них 8 публікацій у журналах і періодичних виданнях зі списку, затвердженого ВАК України, 7 тез у матеріалах конференцій та з'їздів, 1 патент України на винахід, 1 свідоцтво про реєстрацію авторського права на комп'ютерну програму.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 151 сторінці, складається з переліку умовних скорочень, вступу, чотирьох розділів: огляду літератури (1 розділ), опису матеріалів і методів дослідження (2 розділ), результатів дослідження (3 розділ), обговорення результатів дослідження (4 розділ), висновків та списку з 256 джерел літератури, серед яких 93 роботи українською і російською мовами та 163 роботи англійською мовою. Дисертація ілюстрована 40 рисунками і включає 7 таблиць.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження було виконане на шести кішках, обох статей, масою 2,5 - 4,0 кг. Тварин, із дотриманням принципів асептики та антисептики, попередньо оперували під загальним наркозом (нембутал, 40 мг/кг, внутрішньочеревно). У процесі операції в мозок тварини вводили направляючу канюлю з нержавіючої сталі, кінчик якої розташовувався на відстані 5 мм над областю ВТ. Область відведення нейронної активності відповідала стереотаксичним координатам А +4; L 0,5...2; H 4...6 [Reinoso-Suarez, 1961]; саме в цій зоні розташовані в найбільшій кількості ДА-нейрони. ЕЕГ відводили монополярно; чотири активних електрода були розташовані над лобовою, потиличною (по сагітальній лінії), правою і лівою скроневими ділянками кори, а референтний електрод - в лобовій пазусі. Електроди фіксували за допомогою швидкотвердуючої пластмаси і з'єднували з контактами мініатюрного роз'єму, також закріпленого на черепі. Роз'єм з'єднувався з електроенцефалографом тонким гнучким кабелем, що дозволяло реєструвати ЕЕГ тварини у стані неспання. Через дві-три доби після операції стан тварини дозволяв приступати до проведення експериментів. Імпульсну активність нейронів ВТ та ЕЕГ реєстрували у кішок у стані неспання при руховому спокої. Для відведення активності окремих нейронів використовували рухливий срібний електрод (діаметр 12 мкм) у скляній ізоляції (діаметр 70 мкм) із кінчиком, заточеним подібно ін'єкційній голці. Досліджувані нейрони кваліфікували як імовірно ДА-клітини відповідно до їх локалізації в стовбурі мозку, низькочастотної ФІА - не вище 8 с^-1 в стані неспання тварини, поліфазних потенціалів дії та їх великої тривалості (2,5-5,0 мс) в умовах позаклітинного відведення [Foote et al., 1987]. ЕЕГ-сигнали через інтерфейс, виконаний на базі 10-розрядного аналого-цифрового перетворювача, надходили на вхід комп'ютера. ЕЕГ піддавали стандартному спектральному аналізу, виділяючи наступні частотні компоненти: 1-3, 4-7, 8-13, 14-30 і 31-48 Гц (дельта-, тета-, альфа-, бета-і гамма-ритми відповідно) і розраховуючи поточні значення їх СЩП (мкВ²/Гц).

Сеанси ЕЕГ-ЗЗ проводили за наступною схемою: реєстрація фонових показників, подача звукового сигналу ЗЗ («білий» шум, 1-5-а хв. впливу), післядія (6-а хв.). Керованим параметром була інтенсивність шуму, яка змінювалася в межах 50-80 дБ залежно від значень відносини СЩП різних ритмів ЕЕГ (сеанси дії, експериментальна серія). З різними тваринами проводили два види тренінгів. Перший був направлений на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму потиличного відведення. Другий - на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму лобного відведення. Чим більшим було значення відносин потужностей зазначених ритмів ЕЕГ, тим меншу гучність мав «білий» шум. Згідно зі спостереженнями поведінкових проявів висока гучність «білого» шуму була фактором, що турбує тварину і, мабуть, певною мірою є неприємним для нього. Спочатку, проводячи сеанси навчання без реєстрації імпульсної активності стовбурових нейронів, домагалися того, щоб тварина починала пов'язувати значення керованого параметра ЕЕГ (СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму або СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму) з рівнем шуму. Проводили таку кількість навчальних сеансів, щоб протягом 10 останніх відзначалося збільшення відносини тренованих ритмів. Зазвичай їх число складало 50-70. Потім приступали до проведення сеансів, при яких паралельно реєстрували і ЕЕГ, і активність нейронів ВТ.

Після 7-10 таких сеансів починали проводити плацебо-сеанси (контрольна серія). У цій серії рівень гучності звукового сигналу не був пов'язаний із паттерном поточної ЕЕГ; застосовувалися звукові сигнали записів, які були зроблені раніше. У ході реєстрації активності кожного нейрона проводили один сеанс дії (активний сеанс) і один плацебо-сеанс. Якщо під час реєстрації активності одного нейрона здійснювали спочатку сеанс дії, а потім плацебо-сеанс, то при записі імпульсної активності наступного нейрона послідовність була зворотньою. Така організація експерименту була застосована для більш чіткого виявлення відмінності в реакціях одних і тих же нейронів на звукові сигнали, які залежали від рисунка поточної ЕЕГ тварини (експериментальна серія) або змінювалися хаотично (контрольна серія), і одночасної оцінки можливого внеску активності досліджуваних ДА-нейронів у формування ефектів ЕЕГ-ЗЗ.

З кожною твариною працювали 2-3 міс. Після завершення експериментів тварин піддавали евтаназії шляхом введення нембутала у наддозі. Для контролю ділянки відведення нейронної активності виготовляли зрізи мозку, використовуючи загальноприйняту методику.

Для виявлення кореляцій між частотою ФІА ДА-нейронів ВТ та значеннями СЩП ритмів ЕЕГ, а також відмінностей у ЕЕГ та активності ДА-нейронів ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ експериментальної і контрольної серій, залежно від характеру розподілу даних, застосовували параметричні і непараметричні методи. Статистично значущими вважали показники з р<0,05.

Експерименти проводилися з дотриманням принципів «Європейської конвенції по захисту хребетних тварин, що використовуються для дослідницьких та наукових цілей» (Страсбург, 18 березня 1986 року), Постанови першого національного конгресу з біоетики (Київ, 2001) (Збірка договорів Ради Європи: Українська версія / / Є. М. Вишневський (пров. та ред.). - Київ: Парламентське видавництво, 2000. - 654 с.), Законом України № 3447-IV «Про захист тварин від жорстокого поводження», ухваленого 21 лютого 2006 року) і схвалені комітетом з біоетики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (протокол № 1 від 04 лютого 2010).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Усього в процесі досліджень була зареєстрована активність 148 ДА-нейронів ВТ. Для них була характерна одиночна, рідше групова ФІА з середньою по популяції частотою 4,1 ± 0,2 с^-1, при крайніх значеннях від 0,3 до 8,0 с^-1. Потенціали дії були поліфазними і тривалими - 2,5-5,0 мс. Морфологічний контроль показав, що всі досліджувані клітини були розташовані у ділянці ВТ, де за даними морфологічних досліджень сконцентровані тіла ДА-нейронів [Оленєв, 1987; Carr, 2000; Tzschentke, 2001; Керівництво з психіатрії, 1999].

Зв'язок частоти імпульсної активності дофамінергічних нейронів зі спектральними характеристиками ЕЕГ. У ході даного етапу досліджень була зареєстрована активність 62 ДА-нейронів. Аналізуючи зв'язки частоти імпульсації ДА-нейронів ВТ із СЩП різних ритмів ЕЕГ, за допомогою кореляційного критерію Спірмена, оцінювали відносні кількості випадків, в яких частота ФІА цих нейронів значимо корелювала зі значеннями СЩП даних ритмів у кожному з чотирьох відведень, а також інтенсивність таких зв'язків. Виділяли такі рівні достовірних кореляцій [Дворецький, 1971]: якщо значення r знаходилася в межах 0,31-0,5, зв'язок розглядався як помірний, при r = 0,51-0,7 - як значний, при r = 0,71 -0,9 - як тісний і при r ? 0,91 - як дуже тісний.

Аналіз кореляцій частоти ФІА ДА-нейронів і СЩП ритмів ЕЕГ за всією сукупністю відведень (рис. 1) дозволив зробити висновок, що найбільш тісно частота розрядів ДА-нейронів ВТ пов'язана з СЩП альфа-ритму. Загалом частка ДА-нейронів, частота ФІА яких виявляла статистично значущі позитивні кореляції з СЩП альфа-ритму ЕЕГ, становила 40,7% (101 випадок із 248 можливих для 62 нейронів по чотирьох відведеннях ЕЕГ). З них кількість випадків, коли частота розрядів ДА-нейронів помірно корелювала з СЩП альфа-ритму ЕЕГ, становила 49 (19,8%); в 14,1% випадків (35 кореляцій) зв'язок був значним, в 4,4% випадків (11 кореляцій) - тісним та в 2,4% (шість кореляцій) - дуже тісним. Досить високим виявился також рівень статистично значущих позитивних кореляцій частоти ФІА ДА-нейронів ВТ та СЩП бета-ритму ЕЕГ. Частка таких кореляцій по всій сукупності відведень становила 37,1 % (92 значущих кореляцій з 248 можливих; див. вище). Інтенсивність зв'язку частоти ФІА досліджуваних ДА-нейронів ВТ та СЩП бета-ритму ЕЕГ по всій сукупності відведень розподілялася таким чином: у 38 випадках (15,3 %) частота розрядів ДА-нейронів позитивно корелювала з СЩП бета-ритму в помірному ступені, в 48 випадках (19,4%) - значно і в шести випадках (2,4%) - тісно. Випадки негативних кореляцій між дослідженими показниками фіксувалися значно рідше. На відміну від кореляцій з СЩП альфа- і бета-ритмів позитивні зв'язки потужностей дельта-, тета- і гамма-ритмів ЕЕГ з частотою ФІА ДА-нейронів ВТ не були переважаючими. При цьому в більшості випадків кореляційні відношення взагалі не досягали рівня значущості.

Рис. 1. Відносні кількості досліджених дофамінергічних нейронів (%), які виявляють вірогідні позитивні (білі стовпчики) та негативні (чорні стовпчики) кореляційні зв'язки різної інтенсивності зі спектральною щільністю потужності ритмів ЕЕГ зі всією сукупністю відведень. 1 - дуже тісний (r ? 0,91), 2 - тісний (r = 0,71-0,90), 3 - значний (r = 0,51-0,70) і 4 - помірний (r = 0 ,31-0, 50).

Наявність виражених альфа- і бета-ритмів у патерні поточної ЕЕГ пов'язано з певним рівнем активації таламо-кортикальних нейронних мереж [Lopes da Silva et al., 1997]. Ймовірно, ДА-система ВТ відіграє важливу роль в модуляції активності інтракортікальних і таламо-кортикальних шляхів, що беруть участь в генерації альфа-і бета-ритмів.

Кількість ДА-нейронів ВТ досліджуваної групи, активність яких позитивно і достовірно корелювала із СЩП альфа-і бета-ритмів ЕЕГ, що відводилася від лобових ділянок, становило 22 (35,5 %) і 24 (38,7 %) відповідно. У той же час для «потиличної» ЕЕГ-активності відповідні значення становили 29 (46,8 %) та 23 (37,1 %). При цьому відзначалася більш високий ступінь зв'язків частоти ФІА ДА-нейронів ВТ із СЩП бета-ритму, зареєстрованого в лобному відведенні, в порівнянні з аналогічними даними для потиличних відведень. Для «лобової» ЕЕГ значна вираженість позитивних кореляцій (r = 0,51-0,7) відзначалася в активності 12 ДА-нейронів (19,4 %) (рис. 2, А). Низка авторів пов'язують високий рівень бета-ритму з посиленням активності рухової кори, яка інтенсивно іннервована ДА-системою [Foote et al., 1987; Гнєздицький, 2000].

Вираженість кореляційних зв'язків частоти фонових розрядів ДА-нейронів ВТ із СЩП альфа-ритму ЕЕГ в потиличному відведенні була вищою, ніж зв'язків частоти ФІА ДА-нейронів із СЩП бета-ритму ЕЕГ в тому ж відведенні. Кореляції частоти розрядів з СЩП альфа-ритму ЕЕГ у вказаному відведенні були помірними у 15 нейронів (24,2 %) і значними у 11 ДА-клітин (17,7 %), а частота імпульсації трьох ДА-нейронів (4,8 %) демонструвала дуже тісну позитивну кореляцію з СЩП альфа-ритму в зазначеному режимі (рис. 2, Б). Отримані дані виглядають дещо несподіваними, оскільки встановлено, що щільність ДА-іннервації неокортексу в потиличних зонах найбільш низька [Foote et al., 1987], а коливання альфа-діапазону, як відомо, мають найбільшу амплітуду і стійкість саме в потиличних і тім'яних відділах кори [Гнєздицький, 2000]. Логічно припустити, що ДА, який виділяється клітинами ДА-системи, надає модулюючий вплив не тільки безпосередньо на клітини неокортексу, але і на нейрони таламуса, що відіграють важливу роль у формуванні альфа-ритму [Lopes da Silva F et al., 1997].

Рис. 2. Відносні кількості досліджених дофамінергічних нейронів (%), які виявляли вірогідні позитивні (білі стовпчики) та негативні (чорні стовпчики) кореляційні зв'язки різної інтенсивності зі спектральною щільністю потужності ритмів ЕЕГ у кожному з відведень: лобовому (А), потиличному (Б), лівому (В) та правому (Г) скроневих. Решта позначень ті ж, що і на рис. 1.

Аналіз зв'язку частоти ФІА ДА-нейронів ВТ та СЩП ритмів ЕЕГ, відведеної від контралатерального (праворуч) і іпсилатерального (ліворуч) скроневих локусів, також дозволив виявити переважання позитивних статистично значущих кореляцій із СЩП альфа- і бета-ритмами ЕЕГ. Частота ФІА 28 досліджуваних ДА-нейронів ВТ (45,2 %) найбільш виражено корелювала з СЩП альфа-ритму в лівому скроневому локусі (даний показник був вищий, ніж у всіх інших відведеннях). При цьому найчастіше такі зв'язки характеризувалися помірною інтенсивністю (рис. 2, В). Так, значення r від 0,31 до 0,50 для позитивних кореляцій частоти ФІА ДА-нейронів з СЩП альфа-ритму в лівому скроневому відведенні спостерігалися в 21,0 % випадків (13 нейронів). Значна кореляція була відзначена в 17,7 % (11 нейронів), тісна і дуже тісна - в 3,2 % випадків (по два нейрона) (рис. 2, В).

Кількість випадків значущих кореляцій частоти ФІА ДА-нейронів ВТ із СЩП бета-ритму, що спостерігався в різних скроневих відведеннях, була приблизно однаковою і становила 35,5 % (22 нейрона) в іпсилатеральному відведенні і 37,1 % (23 нейрона) - у контралатеральному, проте в лівому скроневому відведенні високі значення r для зв'язку частоти розрядів ДА-нейронів із СЩП бета-ритму фіксувалися частіше. Так, розподіл інтенсивності зв'язку частоти ФІА ДА-нейронів із СЩП бета-ритму ЕЕГ, що відводилася від лівого скроневого локусу, був наступним: рівень кореляції частоти розрядів шести досліджуваних ДА-нейронів (9,7 %) з СЩП бета-ритму був помірним, 14 нейронів (22,6 %) - значним, двох нейронів (3,2 %) - тісним, у той час як рівень кореляції частоти розрядів з СЩП бета-ритму у правому скроневому відведенні ЕЕГ 11 (17,7 %) і 12 (19,4 %) нейронів був лише помірним і значним відповідно (рис. 2, В, Г). Більш тісні кореляції частоти ФІА ДА-нейронів із СЩП альфа-і бета-ритмів ЕЕГ у лівому скроневому відведенні можна пояснити тим, що ліва півкуля більшою мірою піддається впливам модуляційних катехоламінергічних систем [Симерницька, 1986].

Зміни ЕЕГ-ритмів та імпульсної активності дофамінергічних нейронів при проведенні сеансів зворотнього зв'язку різної спрямованості. У зв'язку з тим, що активність досліджених ДА-нейронів найбільш виражено корелює з СЩП альфа-ритму в потиличному відведення і з СЩП бета-ритму в лобовому відведенні, ми проводили сеанси ЕЕГ-ЗЗ, спрямовані на збільшення цих ритмів у даних відведеннях. Відмінності в ЕЕГ та активності ДА-нейронів ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ експериментальної і контрольної серій оцінювали з застосуванням однофакторного дисперсійного аналізу (ANOVA).

Всього з двома кішками у стані неспання при паралельній реєстрації активності ДА-нейронів та ЕЕГ було проведено 41 сеанс ЕЕГ-ЗЗ, спрямований на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму і зроблено 21 контрольна запис. Показано, що у дослідній серії рівень відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму в потиличному відведенні зростав у порівнянні з контрольними значеннями (рис. 3, А, I).

Рис.3. Динаміка середньогрупових значень досліджуваних показників ЕЕГ та активності дофамінергічних (ДА-) нейронів під час сеансів зворотнього зв'язку (ЕЕГ-ЗЗ, 1) або їх імітації (2). А - сеанси ЕЕГ-ЗЗ, спрямовані на збільшення відносини спектральної щільності потужності (СЩП) альфа-ритму до СЩП тета-ритму потиличного відведення; Б - сеанси ЕЕГ-ЗЗ, спрямовані на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму лобового відведення. I - відношення СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму (А) і відношення СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму (Б), II - СЩП альфа-ритму (А) і СЩП бета-ритму (Б), III - СЩП тета-ритму, IV - частота імпульсації ДА-нейронів вентрального тегментума. За віссю абсцис - час запису, хв.; вертикальними лініями обмежений інтервал, протягом якого подавався шумовий звуковий сигнал; за віссю ординат - нормовані значення досліджуваних показників, % (за 100% прийняті вихідні рівні кожного з них). Зірочками відзначені випадки достовірних відмінностей у порівнянні з контролем: * p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001.

При цьому статистично значущі зміни (р < 0,05) виявлялися починаючи з 3-ї хв. (значення відносин зазначених ритмів у середньому становили 79,8 ± 2,2 % у контрольних реєстраціях і 88,8 ± 1,9 % в експериментальній серії). На 4-й хв. дані показники дорівнювали 80,1 ± 2,1 % і 96,5 ± 2,7 %, на 5-й хв. - 82,2 ± 1,9 % і 101,7 ± 2,7 %, а на 6-й хв. - 82,7 ± 1,9 % і 109,9 ± 2,3 % відповідно. Таким чином, у межах всіх перерахованих часових інтервалів ставлення СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму збільшувалося в порівнянні з контролем на 16-27%.

Для з'ясування природи спостережуваних змін ми провели роздільний аналіз динаміки СЩП альфа- і тета-ритмів, зареєстрованих у потиличному відведення під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ. Виявилося, що зміни інтенсивності шумового звукового сигналу, відповідні модуляції поточної ЕЕГ, обумовлюють деяке зростання СЩП альфа-ритму (рис. 3, А, II). Однак, ці зрушення були не дуже значними, і зміни потужності зазначеного частотного діапазону коливань ЕЕГ ставали статистично значущими (p < 0,05) лише на 6-й хв., тобто вже у період післядії подачі звукового сигналу (нормована СЩП альфа-ритму в контрольній серії в даному часовому інтервалі становила в середньому 99,5 ± 1,7 %, а в експериментальній серії - 104,4 ± 1,5 % фонового значення).

СЩП тета-ритму протягом сеансів ЕЕГ-ЗЗ зменшувалася (рис. 3, А, III). Так, у межах 2-ї хв. СЩП тета-ритму становила в контрольних реалізаціях у середньому 116,7 ± 2,5 %, в експериментальній серії - 110,0 ± 1,8 % фонового значення. На 3-й хв. ці показники дорівнювали 118,1 ± 2,4 % і 107,0 ± 1,7 %, на 4-й хв. - 116,6 ± 2,7 % і 102,4 ± 1,7 %, на 5-й хв. - 115,0 ± 2,5 % і 99,8 ± 1,9 % і на 6-й хв. - 111,0 ± 2,3 % і 99,6 ± 1,8%, відповідно (р < 0,001) (рис. 3, А, III).

Після проведення всіх таких сеансів виявлено збільшення СЩП альфа-ритму, зареєстрованого в потиличному відведенні (СЩП альфа-ритму склала 111,5 ± 8,32 % щодо вихідних значень контрольної серії, прийнятих за 100%) та зниження СЩП тета-ритму, зареєстрованого в потиличному і правому скроневому відведеннях (93,0 ± 9,51 % і 92,8 ± 9,20 %, відповідно).

Той факт, що в наших дослідженнях, проведених на тваринах, збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму відбувалося в основному за рахунок зниження СЩП тета-ритму, загалом узгоджується з результатами інших авторів. Було встановлено, що найбільше число успішних реалізацій ЕЕГ-ЗЗ (83%) припадає на сеанси, які спрямовані на зменшення випробуваними потужності тета-активності [Федотчев та ін., 2006].

Під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ, спрямованих на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму в потиличному відведенні ми зареєстрували активність 41 стовбурового нейрона. На підставі згаданих вище електрофізіологічних критеріїв дані нейрони були віднесені до ДА-клітин. Проведений аналіз дозволив виявити статистично значущі зміни активності цих нейронів протягом сеансів ЕЕГ-ЗЗ (рис. 3, А, IV). Вже з 1-ї хв. подачі звукового сигналу частота розрядів ДА-нейронів як в експериментальній серії, так і в контрольних реалізаціях знижувалася. Дане зниження частоти ФІА нейронів, ймовірно, було пов'язано із загальною зміною функціонального стану тварини - розвитком орієнтовної реакції на включення звукового сигналу. Проте вже з 2-ї хв. дії такого сигналу частота ФІА досліджених ДА-нейронів у дослідній серії статистично значно зростала, у той час як у контрольних реалізаціях частота розрядів цих нейронів в інтервалі з третьої по 6-ту хв. так і залишалася нижчою вихідної. Рівень значущості відмінностей між частотою ІА, зареєстрованою в контрольній та експериментальній серіях, був дуже високим (p < 0,01 і p < 0,001) починаючи з 2-ї хв. запису. Так, протягом цієї хвилини частота розрядів ДА-нейронів у контрольній серії становила в середньому 87,4 ± 3,1 % значень, характерних для фону, а в експериментальній серії - 96,1 ± 2,0 %. На 3-й хв. дані величини дорівнювали 86,0 ± 3,1 % і 106,9 ± 2,0 %, на 4-й хв. - 86,0 ± 3,1 % і 110,2 ± 1,9 %, а на 5-й хв. - 86,8 ± 3,12 % і 109,0 ± 1,8 %, відповідно. Після припинення подачі звукового сигналу (на 6-й хв.) спостерігалося деяке збільшення частоти активності ДА-нейронів в обох серіях дослідження (до 96,5 ± 2,9 і 112,4 ± 1,8 % відповідно).

На двох інших тваринах при одночасній реєстрації активності ДА-нейронів і ЕЕГ проведено 45 сеансів ЕЕГ-ЗЗ, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму в лобному відведенні і зроблено 31 контрольний запис.

Результати досліджень показали, що у дослідній серії рівень відносини СЩП бета- к СЩП тета-ритму ЕЕГ, зареєстрованій в лобовому відведенні кішки у стані неспання, зростав у порівнянні з контрольними значеннями (рис. 3, Б, I). При цьому статистично значущі зміни (p < 0,05) виявлялися на 4-й хв. (значення відносин зазначених ритмів у середньому становили 78,9 ± 2,3 % у контрольних реєстраціях і 112,8 ± 4,7 % в експериментальній серії) і на 5-й хв. (дані показники дорівнювали 88,3 ± 3,3 % і 116,0 ± 5,7 %, відповідно). На 6-й хв. зберігалася тенденція до підвищення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму ЕЕГ в експериментальній серії в порівнянні з контрольною. Таким чином, у всіх часових інтервалах ставлення СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму збільшувалася в порівнянні з контролем на 4-33%.

Як і в попередній серії досліджень, ми провели роздільний аналіз динаміки СЩП бета- і тета-ритмів ЕЕГ, зареєстрованої в лобовому відведенні під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ. Виявилося, що проведення зазначених сеансів обумовлює зростання СЩП бета-ритму (рис. 3, Б, II). Ці зрушення були досить значними, і зміни потужності зазначеного частотного діапазону коливань ЕЕГ ставали статистично значущими (р < 0,05), починаючи з 4-ї хв. (значення СЩП бета-ритму в середньому становили 86,6 ± 2,0 % у контрольних реєстраціях і 103,7 ± 5,0 % в експериментальній серії). На 5-й хв. дані показники дорівнювали 90,3 ± 1,9 % і 107,5 ± 6,6 %, а на 6-й хв. - 95,3 ± 2,48 % і 109,4 ± 6,7 % відповідно (рис. 3, Б, II).

СЩП тета-ритму на відміну від СЩП бета-ритму демонструвала протилежну динаміку, тобто протягом сеансів ЕЕГ-ЗЗ зменшувалася (рис. 3, Б, III). Проте зміни потужності тета-ритму ставали статистично значущими (р < 0,05) лише на 4-й хв., (нормована СЩП тета-ритму в контрольній серії в даному часовому інтервалі становила в середньому 103,4 ± 1,7 %, а в експериментальній серії - 98,6 ± 1,9 % фонового значення). Треба зазначити, що на 6-й хв. СЩП тета-активності практично поверталася до рівня фону як в контрольній, так і в експериментальній серіях дослідження (рис. 3, Б, III).

Після проведення всіх таких сеансів виявлено збільшення СЩП бета-ритму, зареєстрованого в лобному та лівому скроневому відведеннях (124,0 ± 7,74 % і 120,5 ± 8,51 %, відповідно, щодо вихідних значень контрольної серії, прийнятих за 100 % ).

Отримані в нашому дослідженні дані щодо змін ЕЕГ узгоджуються з результатами досліджень інших авторів. Ф. Амзіка зі співавт. [Amzica et al, 1989] показали можливість навчання кішок генерувати швидкі (20-50 Гц) осциляції при виробленні інструментального умовного рефлексу. У цих експериментах кішки просторово вибірково збільшували генерацію груп швидких осциляцій у моторній корі (поле 4) до 140 %.

Під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму в лобовому відведенні ЕЕГ, була зареєстрована активність 45 стовбурових нейронів. Проведений аналіз дозволив виявити статистично значущі зміни активності досліджених нейронів протягом сеансів ЕЕГ-ЗЗ, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму (рис. 3, Б, IV). Вже з 1-ї хв. подачі звукового сигналу частота розрядів ДА-нейронів як в експериментальній серії, так і в контрольних реалізаціях знижувалася і досягала рівня 96.5 % щодо фонових значень. Дане зниження частоти імпульсної активності нейронів, ймовірно, було пов'язано із загальною зміною функціонального стану тварини - розвитком орієнтовної реакції на включення звукового сигналу. Проте вже з 4-ї хв. дії такого сигналу частота імпульсної активності досліджених ДА-нейронів у дослідній серії зростала, у той час як у контрольних реалізаціях частота розрядів цих нейронів в інтервалі з 1-ї по 5-у хв. так і залишалася нижчою фонових значень. Зміни частоти розрядів досліджених ДА-нейронів ВТ ставали статистично значущими (p < 0,05), починаючи з 5-ї хв. дії сигналу ЗЗ. Так, протягом 5-ї хв. значення частоти розрядів ДА-нейронів становили в середньому 99,6 ± 2,4 % у контрольних реєстраціях і 107,9 ± 2,2 % в експериментальній серії. На 6-й хв. дані показники дорівнювали 101,0 ± 2,2 % і 109,0 ± 2,8 %, відповідно.

Таким чином, результати наших досліджень показали, що активність ДА-нейронів ВТ при проведенні сеансів ЕЕГ-ЗЗ загалом збільшується. Які ж можливі механізми участі ДА-системи мозку у формуванні ефектів ЕЕГ-ЗЗ-впливів?

Відомо, що ДА-система ВТ, модулюючи активність нейронних мереж таламуса [Lopes et al, 1990; Sterman, 1996], лімбічної системи [Doyere et al., 1993] і кори великих півкуль [Doyere et al., 1993; Laroche et al., 1990], бере участь у запуску процесів, які призводять до загального підвищення синаптичної ефективності в даних мережах [Huang et al., 2004]. У патерні поточної ЕЕГ це може виявлятися як збільшення СЩП альфа- і бета-ритмів. Виходячи з цього логічно припустити, що вирішальним чинником, що визначає ефективність сеансів ЕЕГ-ЗЗ, є створення підвищеного рівня трансмітера (у нашому випадку ДА) у досить великих регіонах мозку, що призводить до одночасної модифікації стану великих нейронних об'єднань, пов'язаних із формуванням альфа- і бета-ритмів ЕЕГ. Пластичні зміни, що відбуваються в цих нейронних мережах, при повтореннях тренінгів ЕЕГ-ЗЗ стають структурними та зберігаються на тривалий час. У той же час ми не виключаємо можливості участі інших амінергічних систем у формуванні ефектів сеансів ЕЕГ-ЗЗ.

Крім того, можливо є наступний механізм формування ефектів сеансів ЕЕГ-ЗЗ. Природно, що під час сеансів ЕЕГ-ЗЗ у тварини ритми ЕЕГ можуть відчувати не тільки спрямовані, але і спонтанні зміни. При цьому в деякі моменти часу можливі такі ситуації, коли посилюється альфа- або бета-ритми, а тета-ритм послаблюється; отже, в рамках парадигми наших дослідів гучність звукового сигналу, що подається тварині, буде падати. Такі зниження інтенсивності «білого» шуму відповідають епізодам більш комфортного стану тварини, що може супроводжуватися посиленням вивільнення ендогенних опіоїдів [Peniston et al., 1989]. Збудження опіоїдних рецепторів, у свою чергу, обумовлює пресинаптичне гальмування гальмівних входів ДА-нейронів і, таким чином, може забезпечувати посилення їхньої активності. Активація ДА-нейронів призводить до генералізованих змін функціонального стану ЦНС, що включає в себе додаткову активацію церебральної системи винагороди і запуск позитивних емоцій [Schultz, 2004]. Подібні зрушення сприяють формуванню умовного рефлексу [Майоров та ін., 1999; Сторожук, 2008] і сприяють навчанню тварини здійснювати управління ритмами своєї ЕЕГ у використаних умовах.

ВИСНОВКИ

1. За допомогою комплексного методу аналізу, що включає в себе паралельне відведення імпульсної активності нейронів і реєстрацію ЕЕГ, отримані дані про кореляційні взаємозв'язки частоти фонової імпульсної активності нейронів дофамінергічної системи вентрального тегментума зі спектральною щільністю потужності (СЩП, мкВ²/Гц) основних ритмів ЕЕГ. Також досліджено характер зміни активності дофамінергічних нейронів вентрального тегментума і СЩП ритмів ЕЕГ під час сеансів зворотнього зв'язку, спрямованих на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму потиличного локусу, та сеансів, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета- ритму лобового локусу.

2. Вираженість спектральних компонентів поточної ЕЕГ, реєстрованої у ненаркотизованих кішок у стані неспання, певним чином корелює з частотою фонової імпульсної активності окремих дофамінергічних нейронів вентрального тегментума стовбура мозку. Так, частота фонової імпульсної активності дофамінергічних нейронів вентрального тегментума статистично значно позитивно корелює з СЩП альфа-ритму (залежно від місця відведення коефіцієнт кореляції r становив від 0,37 до 0,93) і бета-ритму ЕЕГ (r = 0,37 - 0,88). Для СЩП дельта-, тета-, гамма-ритмів ЕЕГ не було виявлено переважання достовірних зв'язків із частотою фонової імпульсної активності досліджених дофамінергічних нейронів вентрального тегментума, в більшості випадків кореляції з СЩП цих ритмів виявлялися тільки на рівні тенденції до зв'язку.

3. Кішка здатна навчатися керувати ритмами своєї ЕЕГ при проведенні сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ різної спрямованості. Так, при проведенні сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ, спрямованих на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму потиличного відведення, ставлення СЩП зазначених ритмів зростає до 129,7 ± 7,3 %, відносно контрольних значень, прийнятих за 100%. Такі зміни спостерігаються за рахунок збільшення СЩП альфа-ритму (до 105,3 ± 4,7 %) і зниження СЩП тета-активності (до 88,9 ± 3,5 %) у складі ЕЕГ кішки у стані неспання. Після проведення всіх сеансів виявлено збільшення СЩП альфа-ритму, зареєстрованого в потиличному відведенні (СЩП альфа-ритму склала 111,5 ± 8,32 % щодо вихідних значень) і зниження СЩП тета-ритму, зареєстрованого в потиличному і правому скроневому відведеннях (93, 0 ± 9,51 % і 92,8 ± 9,20 %, відповідно).

4. При проведенні сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ, спрямованих на збільшення відносини СЩП альфа-ритму до СЩП тета-ритму зареєстрованих у потиличному відведенні активність нейронів дофамінергічної системи вентрального тегментума збільшується до 116,3 ± 5,7 %, відносно контрольних значень, прийнятих за 100 %.

5. При проведенні сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму лобового відведення, ставлення СЩП зазначених ритмів зростає до 130,6 ± 4,3 %, відносно контрольних значень, прийнятих за 100 %. Такі зміни спостерігаються за рахунок збільшення СЩП бета-ритму (до 113,1 ± 5,8 %) і зниження СЩП тета-активності (до 98,0 ± 19,1 %) у складі ЕЕГ кішки у стані неспання. Після проведення всіх сеансів виявлено збільшення СЩП бета-ритму, зареєстрованого в лобовому та лівому скроневому відведеннях (124,0 ± 7,74 % і 120,5 ± 8,51 %, відповідно, щодо вихідних значень).

6. При проведенні сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ, спрямованих на збільшення відносини СЩП бета-ритму до СЩП тета-ритму, зареєстрованих у лобному відведенні, активність нейронів дофамінергічної системи вентрального тегментума збільшується до 107,9 ± 2,8 %, у порівнянні з вихідними значеннями, прийнятими за 100 %.

7. Отримані дані дозволяють припустити, що одним із вирішальних факторів, що визначають ефективність сеансів зворотнього зв'язку за характеристиками ЕЕГ, є створення підвищеного рівня дофаміну в досить великих регіонах мозку, що призводить до одночасної модифікації стану великих нейронних об'єднань, пов'язаних із формуванням альфа- і бета-ритмів ЕЕГ.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Фокина Ю. О. Вероятные механизмы генерации электроэнцефалограммы / Ю. О. Фокина, В. Б. Павленко, А. М. Куличенко // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2007. - Т.20 (59), № 4. - С. 96-108. Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, спільно з співавторами підготовка статті до друку.

2. Фокина Ю.О. Возможные механизмы действия биологической обратной связи по электроэнцефалограмме / Ю. О. Фокина, В. Б. Павленко, А. М. Куличенко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2008. - Т.21 (60), № 1. - С. 107-116. Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, спільно з співавторами підготовка статті до друку.

3. Фокина Ю. О. Связь между активностью дофаминергических нейронов вентрального тегментума и спектральной мощностью ритмов ЭЭГ бодрствующей кошки / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // Нейрофизиология/ Neurophysiology. - 2008. - Т.40, № 4. - С. 359-365. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, спільно з співавторами аналіз літератури.

4. Пат. 35239 Україна, МПК А61В6/02. Спосіб вивчення механізмів біологічного зворотнього зв'язку / Павленко В. Б., Куліченко О. М., Фокіна Ю. О. ; заявник та патентовласник Таврійський національний університет ім. В. I. Вернадського. - № u2008 04257 ; заявл. 04.04.2008 ; опубл. 10.09.2008. Бюл. № 17. Особистий внесок дисертанта - спільно з співавторами розробка спосіба вивчення механізмів біологічного зворотнього зв'язку, оформлення заявки.

5. Фокина Ю. О. Модификации спектральной мощности ритмов ЭЭГ животного после проведения сеансов альфа/тета тренинга / Ю. О. Фокина // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2009. - Т.22 (61), № 1. - С. 94-99.

6. Фокина Ю. О. Изменения спектральной мощности ритмов ЭЭГ животного после проведения сеансов бета/тета тренинга / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2009. - Т.22 (61), № 2. - С. 140-145. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, спільно з співавторами аналіз літератури.

7. Куличенко А. М. Изменения ЭЭГ-ритмов и импульсной активности стволовых дофаминергических нейронов кошки при проведении сеансов обратной связи по характеристикам ЭЭГ / А. М. Куличенко, Ю. О. Фокина, В. Б. Павленко // Нейрофизиология/ Neurophysiology. - 2009. - Т.41, № 3. - С. 235-241. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів.

8. А. с. 29335 Україна. Комп'ютерна програма для паралельної реєстрації нейронної активності та електроенцефалограми тварини при проведенні сеансів біологічного зворотнього зв'язку / Зінченко Є. М., Куліченко О. М., Фокіна Ю. О., Павленко В. Б. ; дата реєстрації 01.07.2009. Особистий внесок дисертанта - тестування роботи програми, оформлення заявки.

9. Фокина Ю. О. Изменения мощностей ритмов ЭЭГ коры кошки при обучении с использованием сигналов акустической обратной связи / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // Журнал высшей нервной деятельности. -2009. - Т. 59, № 5. - С. 586-590. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, спільно з співавторами аналіз літератури.

10. Фокина Ю. О. Роль дофаминергической системы мозга в формировании эффектов сеансов обратной связи по характеристикам электроэнцефалограммы / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // Бюллетень сибирской медицины. -2010. - Т. 9, № 2. - С. 140-144. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів, спільно з співавторами аналіз літератури.

11. Фокина Ю. О. Характер корреляций активности дофаминергических нейронов вентрального тегментума и ритмов электроэнцефалограммы / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // V Международный симпозиум «Актуальные проблемы биофизической медицины», 17-19 мая 2007 г. : Киев: тез. докл. - Киев, 2007. - С. 198-199. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів.

12. Фокина Ю. О. Возможные нейронные механизмы обратной связи по характеристикам ЭЭГ / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти. - 2008. - Т.4, № 1. - С. 66 (IV конференція Українського товариства нейронаук, 9-13 червня 2008 р. : тези доп. - Донецьк : ДНМУ, 2008). Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів.

13. Фокина Ю. О. Активность дофаминергической системы во время тренинга обратной связи по электроэнцефалограмме / Ю. О. Фокина, А. М. Куличенко, В. Б. Павленко // IV Международная научная конференция «Психофизиологические и висцеральные функции в норме и патологии», 8-10 октября 2008 г. : Киев : тез. докл. - Киев : КНУ, 2008. - С. 195. Особистий внесок дисертанта - проведення експериментальних досліджень, обробка результатів.