Экспериментальное исследование межполушарной асимметрии электроэнцефалограммы во время медленноволнового сна у северных морских котиков
Характеристика цикла бодрствования и сна у северных морских котиков. Исследование изменения структуры сна у млекопитающих животных в условиях избирательной депривации билатерально-симметричного медленноволнового сна и в последующий период восстановления.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.05.2018 |
Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Экспериментальное исследование межполушарной асимметрии электроэнцефалограммы во время медленноволнового сна у северных морских котиков
03.03.01 - физиология
На правах рукописи
Косенко Петр Олегович
Ростов-на-Дону 2010
Работа выполнена в группе поведения морских млекопитающих государственного учреждения «Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова» РАН (г. Москва) и на кафедре общей биологии Педагогического института Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» (г. Ростов-на-Дону)
Научный руководитель:кандидат биологических наук Лямин Олег Ирикович.
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Черноситов Александр Владимирович.
доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Ковальзон Владимир Матвеевич
Ведущая организация: Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (г. Санкт-Петербург)
Защита диссертации состоится “25” марта 2010 года в 13 00 час на заседании диссертационного совета Д 212.208.07 по биологическим наукам в Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105/42, ЮФУ, ауд. 203)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.
Автореферат разослан “ ________” февраля 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, с.н.с. Е.В. Асланян
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
бодрствование сон морской котик
Актуальность исследования. Сон наземных млекопитающих состоит из двух стадий - медленноволновой и парадоксальной и характеризуется рядом признаков, главными из которых являются полная неподвижность животного и синхронное развитие медленных волн электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в двух полушариях мозга (Ковальзон, 2003; Siegel, Langley, 1965; Frederickson, Rechtschaffen, 1978; Borbely, 1982; Neckelmann, Ursin, 1993; Tobler, 1995; Siegel, 2009). Северные морские котики (ластоногие, представители отряда хищных) обитают в двух резко различающихся по своим характеристикам средах - на суше и в воде. Поэтому, в процессе эволюции формирование структуры сна морских котиков определялось бинарностью фактора «окружающая среда». Когда морские котики находятся на суше, их сон сопровождается неподвижностью, медленноволновой сон (МС) развивается преимущественно в обоих полушариях (билатерально-симметричный МС или БМС), а количество и частота парадоксального сна (ПС) соизмеримы с таковыми у наземных млекопитающих. В воде сон морских котиков сопровождается двигательной активностью одного ласта, а МС характеризуется межполушарной асимметрией ЭЭГ и напоминает однополушарный медленноволновый сон китообразных (Мухаметов, Супин, 1975; Лямин, Мухаметов, 1998; Mukhametov и др., 1977; Lyamin и др., 2002-2008; Ridgway, 2002). Во время сна в воде у котиков резко увеличивается доля МС с межполушарной асимметрией ЭЭГ (асимметричный МС или АМС) и сокращается количество ПС (более чем в 10 раз), что также напоминает ситуацию с ПС у китообразных, у которых эта фаза сна либо протекает в виде редких, коротких эпизодов, либо отсутствует (Lyamin и др., 2008). Во время МС, как на суше, так и в воде, у морских котиков, также как и у китообразных, регистрируется открывание одного глаза.
Таким образом, сон морских котиков сочетает в себе признаки типичного ”наземного” и “водного” типов (паттернов) сна. Принимая во внимание перечисленные особенности сна северного морского котика, это животное является уникальным объектом (моделью) не только для изучения особенностей сна морских млекопитающих (механизмов асимметричного и однополушарного МС), а также причин отсутствия ПС у китообразных и у котиков в воде, но и механизмов и функций сна в целом.
У наземных млекопитающих - грызунов (Borbely и др., 1984; Tobler и др., 1993; Huber и др., 2000; Tobler, Deboer, 2001) и птиц (Amlaner, Ball, 1994; Rattenborg и др., 1999 - 2001) - изучение межполушарных отношений во время сна проводится с помощью компьютерного анализа ЭЭГ. Электрофизиологические исследования сна морских котиков до настоящего момента проводились преимущественно методом визуального стадирования, что практически не позволяло количественно охарактеризовать выраженность межполушарной асимметрии ЭЭГ в разных частотных диапазонах. Другим широко применяемым методическим приемом при изучении сна является метод избирательной депривации МС или ПС (Rechtschaffen, Bergmann, 2002; Bonnet, 2005; Dinges и др., 2005). Эксперименты, проведенные на дельфинах-афалинах, показали возможность осуществления не только тотальной депривации сна у этих животных, но и избирательной депривации МС в одном полушарии мозга (Oleksenko и др., 1992). На ластоногих подобные эксперименты никогда не проводились.
Таким образом, в данном исследовании были впервые применены несколько экспериментальных подходов современной сомнологии, которые позволили не только продолжить исследование механизмов межполушарной асимметрии ЭЭГ во время МС у котиков, но и исследовать взаимосвязь между разными фазами сна у этих животных.
Цель работы: исследование механизмов межполушарной асимметрии ЭЭГ у северных морских котиков в цикле сон-бодрствование.
Задачи исследования:
1. Изучить выраженность межполушарной асимметрии ЭЭГ в различных частотных диапазонах у северных морских котиков во время сна на суше.
2. Оценить степень межполушарной латерализации ритмов ЭЭГ у морских котиков.
3. Исследовать изменение структуры сна у северных морских котиков в условиях избирательной депривации билатерально-симметричного медленноволнового сна и в последующий период восстановления.
4. Исследовать изменение структуры сна у северных морских котиков в условиях избирательной депривации парадоксального сна и в последующий период восстановления.
5. Исследовать изменение структуры сна у северных морских котиков в условиях повышенной тревожности животных и в последующий период восстановления.
Научная новизна результатов исследования. Впервые детально исследована межполушарная асимметрия ЭЭГ у северных морских котиков в частотном диапазоне от 1,2 до 16 Гц с помощью метода спектрального анализа на групповом и индивидуальном уровнях. Установлено, что межполушарная асимметрия ЭЭГ выражена во всем частотном диапазоне 1,2-16 Гц в медленноволновом сне, а латерализация ритмов ЭЭГ между полушариями во время медленноволнового сна носит динамический характер.
Впервые изучены эффекты избирательной депривации парадоксальной и билатерально-медленноволновой фаз сна, а также влияния повышенной тревожности на структуру сна у северных морских котиков. Показано, что, несмотря на значительное сокращение количества парадоксального сна и билатерального медленноволнового сна у северных морских котиков в воде, депривация данных фаз сна на суше сопровождается развитием повторяющихся эпизодов билатерального медленноволнового и парадоксального сна. Это свидетельствует о невозможности полного переключения морских котиков с «наземного» на «водный» тип сна во время пребывания на суше.
Впервые показано, что в ситуации повышенной тревожности у северных морских котиков доля асимметричного медленноволнового сна в общем количестве медленноволнового сна не изменяется. Эти данные свидетельствуют о том, что экспериментально вызванное состояние тревожности не является единственным фактором, определяющим развитие асимметричного медленноволнового сна у морских котиков.
Научно-практическая значимость работы. Настоящая работа относится к области фундаментальных нейробиологических и нейрофизиологических исследований. Полученные данные вносят вклад в понимание функций и механизмов сна морских млекопитающих и дополняют сложившиеся представления об основных механизмах состояний сна и бодрствования у млекопитающих в целом. Исследование межполушарной асимметрии ЭЭГ у северных морских котиков во время сна важно для понимания адаптивных функций сна, а также эволюции функциональных асимметрий мозга животных.
Полученные данные могут быть использованы в медицине при разработке новых методик лечения расстройств сна у людей, таких как фрагментированность сна, инсомния, дефицит парадоксального сна, нарушение контроля двигательной активности во время сна (снохождение, синдром беспокойных ног) и т. д.
Северные морские котики являются популярными объектами дельфинариев и морских парков, а также животными, которые могут быть использованы для выполнения различных задач в открытом море (патрулирование нефтепроводов, поиск затонувших предметов и т.д.). Полученные данные свидетельствуют о том, что сон морских котиков в воде и на суше неодинаков, поэтому работающему с ними персоналу необходимо учитывать особенности структуры сна котиков при работе с этими животными.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Асимметрия ЭЭГ между полушариями в диапазоне 1-16 Гц, по всей видимости, свидетельствует о наличии асимметрии биоэлектрической активности на уровне подкорковых структур головного мозга у северных морских котиков.
2. У отдельно взятого морского котика не наблюдается постоянной латерализации спектральной мощности ритмов ЭЭГ между симметричными передне-затылочными отведениями полушарий.
3. Условия сна на суше определяют необходимость развития билатеральной медленоволновой активности ЭЭГ у морских котиков во сне.
4. Механизмы генерации парадоксального и асимметричного медленноволнового сна у северных морских котиков относительно автономны, что отражается в неизменности количества асимметричного медленноволнового сна в условиях избирательной депривации парадоксальной фазы сна.
5. Состояние повышенной тревожности не является единственной причиной возникновения асимметричного медленноволнового сна у северных морских котиков.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на: IV, V Всероссийской школе-конференции «Сон - окно в мир бодрствования» (Москва, 2007, Ростов-на-Дону, 2009), VI Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы сомнологии» (Санкт-Петербург, 2008), XXIII ежегодной конференции APSS (Объединенное профессиональное сомнологическое общество) (Сиэтл, США, 2009), XVIII конференции Американского общества по изучению биологии морских млекопитающих (Квебек, Канада, 2009). Диссертация апробирована на межлабораторном коллоквиуме ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН, совместном заседании кафедры физиологии человека и животных и УНИИ валеологии ЮФУ и заседании ученого совета НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана ЮФУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ). Личный вклад автора в опубликованном материале составляет 68%, объемом - 1,62 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 122 страницах, содержит 21 рисунок и 11 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методик проведенного исследования, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы, который содержит 30 источников на русском и 176 - на английском языке.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальные животные. Работа выполнена на 19 северных морских котиках (Callorhinus ursinus, 18 самцов и 1 самка) в возрасте 2-3 года весом 20-25 кг.
Операция по вживлению электродов. Всем животным были вживлены электроды для регистрации ЭЭГ от двух полушарий, электромиограммы (ЭМГ) шейной мускулатуры и электроокулограммы (ЭОГ). После операции животных помещали в вольер (6 м?) с небольшим количеством морской воды (5-7 см). Вольер располагался внутри помещения. В центре вольера над водой была установлена деревянная платформа (1 х 0,6 м). В течение 4-6 дней после операции котикам с рыбой давали антибиотики и болеутоляющие препараты.
Полиграфическая регистрация. ЭЭГ (две пары симметричных передне-затылочных и передне-височных отведений), ЭМГ и ЭОГ регистрировали биполярно с помощью коаксиальных кабелей непрерывно в течение нескольких дней. Все сигналы усиливали (Медикор, частота пропускания для ЭЭГ и ЭОГ - 0,3-30 Гц, для ЭМГ 0,3-70 Гц) и оцифровывали с частотой 200 Гц (аналого-цифровой преобразователь CED1401 plus и программное обеспечение Spike 2, CED, UK). Поведение животных непрерывно видеофильмировали. Котиков кормили два раза в день (08:00 и 18:00). В бассейне поддерживали искусственный режим освещения: 12 часов дневное (08:00 - 20:00, 400 люкс на поверхности пола) и 12 часов сумеречное (20:00 - 08:00, <50 люкс) освещение.
Выделение стадий сна и бодрствования. Полиграммы фрагментировали на 20-секундные эпохи, выделяя стадии активного и спокойного бодрствования (СБ), МС и ПС. Парадоксальный сон характеризовался десинхронизацией ЭЭГ, сниженным (вплоть до полной атонии) тонусом шейной мускулатуры, вздрагиваниями вибрисс, головы, туловища и быстрыми движениями глаз. К МС относили все эпохи, в которых медленные волны ЭЭГ регистрировались хотя бы в одном полушарии. МС делили на низкоамплитудный и высокоамплитудный двумя способами - визуально и на основании спектральной мощности ЭЭГ - если спектральная мощность медленноволновой ЭЭГ была меньше или больше спектральной мощности в ПС более чем 10 раз, то МС делился на низко- и высокоамплитудный МС, соответственно.
Расчеты спектральной мощности ЭЭГ. Спектральную мощность ЭЭГ рассчитывали в четырех частотных диапазонах (1,2-4 Гц, 4-8 Гц, 8-12 Гц, 12-16 Гц) и эти значения соотносили с данными визуального стадирования для соответствующих 20-секундных эпох. Мощность ЭЭГ в каждом из четырех диапазонов относили к средней мощности в соответствующем диапазоне в том же полушарии во время ПС. Для анализа спектральной композиции ЭЭГ во время СБ, МС и ПС рассчитывали мощность спектра ЭЭГ в диапазоне 1,2-25,5 Гц с шириной класса 0,8 Гц отдельно для отведений каждого полушария. Для оценки степени межполушарной асимметрии ЭЭГ во время сна и бодрствования использовали коэффициент асимметрии (КА) рассчитываемый по формуле:
где Л и П - нормированные значения спектральной мощности ЭЭГ в передне-затылочных отведениях левого и правого полушарий, соответственно.
Было показано (Pokidchenko и др., 2005), что у крыс независимо от состояния (бодрствование, медленноволновой сон или парадоксальный сон) в большинстве 20-секундных эпох абсолютное значение КА в полосе 1,2-4 Гц меньше 0,3 (88-99% всего бодрствования, МС и ПС). У дельфинов примерно в 80% и 60% эпох МС значение КА было > 0,3 или > 0,6, соответственно. Поэтому, число эпох сна с абсолютным значением КА < 0,3 и КА > 0,3 использовалось как оценка продолжительности билатерально симметричного и асимметричного МС, соответственно. Соотношение числа эпох с КА > 0,3 и < -0,3 в разных диапазонах рассматривалось как показатель степени латерализации спектральной мощности ЭЭГ в данном диапазоне.
Статистический анализ. Различия между парными значениями тестировалось с помощью парного Т-теста, разница между двумя рядами значений оценивалась критерием Вилкоксона. Эффект экспериментального воздействия на цикл бодрствование-сон северных морских котиков тестировался с помощью ANOVA и post hoc тестам.
Депривация БМС и ПС. После адаптационного периода, длящегося 3-4 суток после операции, производили регистрацию ЭЭГ обоих полушарий, ЭМГ и ЭОГ в течение двух контрольных или фоновых суток (Ф1-2). В течение последующих трех суток проводили депривацию БМС или ПС. Трое специально обученных экспериментаторов будили котиков, если эпизод БМС или ПС длился в течение 10 секунд. Животных будили звуковыми стимулами - заранее записанными криками морских котиков (всего 30 разных криков разных морских котиков, длящихся каждый 30 секунд, 50-60 Дб). При этом у котиков развивается ориентировочная реакция (открывание глаз, поднятие и поворот головы, изменение позы) и эффект пробуждения в полиграмме (снижение амплитуды медленноволновой активности ЭЭГ при депривации БМС или возрастание амплитуды ЭМГ при депривации ПС). В течение ночного периода частота появления эпизодов БМС и ПС иногда возрастала до 2-3 в минуту. После периода депривации производили дополнительную регистрацию в течение 24 часов (период восстановления - ПВ). В этот период не производили никаких депривационных процедур. Смена экспериментальных условий начиналась в 08:00.
Создание экспериментальной ситуации повышенной тревожности. Во время данного эксперимента полиграфическую регистрацию проводили в течение двух фоновых суток (Ф1-2), двух суток в ситуации повышенной тревожности (для котика №19 трое экспериментальных суток) и одних суток периода восстановления. 10 раз в час (по таблице случайных чисел) к животным в бассейн входил экспериментатор и одновременно подавался звуковой сигнал 60-70 Дб. В экспериментальном периоде участвовало трое экспериментаторов, которые менялись каждые четыре часа. Критерием эффективности беспокойства животных служила поведенческая реакция котиков, при которой они открывали глаза и поворачивали голову в сторону экспериментатора, если беспокойство осуществлялось на фоне МС или ПС.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Характеристика асимметрии ЭЭГ у северного морского котика
Характеристика цикла бодрствование-сон у северных морских котиков
В таблице 1 представлены статистические характеристики длительности МС, ПС и АМС у морских котиков.
Таблица 1. Характеристики медленноволнового, парадоксального и асимметричного медленноволнового сна у морских котиков
Котик № |
Ночь |
Продолжительность функциональных стадий |
||||
МС (% 12 ч) |
ПС (% 12 ч) |
АМС (% от МС / % от 12 ч) |
Разница количества МС в левом и правом полушариях (в минутах) |
|||
1 |
1 |
36,9 |
4,9 |
20,9 / 7,7 |
-30 |
|
2 |
28,4 |
5,5 |
16,5 / 4,7 |
11 |
||
2 |
1 |
65,8 |
8,0 |
43,3 / 28,5 |
-53 |
|
2 |
64,5 |
6,7 |
45,0 / 29,0 |
3 |
||
3 |
1 |
58,4 |
3,9 |
35,6 / 20,8 |
-9 |
|
2 |
49,7 |
4,5 |
36,0 / 17,9 |
-8 |
||
4 |
1 |
41,4 |
3,9 |
52,2 / 21,6 |
109 |
|
2 |
34,1 |
5,6 |
53,4 / 18,2 |
73 |
||
5 |
1 |
19,2 |
2,1 |
26,3 / 5,0 |
12 |
|
2 |
23,0 |
2,6 |
31,9 / 7,3 |
0 |
||
6 |
1 |
39,0 |
7,6 |
45,1 / 17,6 |
74 |
|
2 |
38,1 |
6,3 |
52,5 / 20,0 |
-86 |
||
7 |
1 |
23,8 |
2,5 |
79,1 / 18,8 |
-8 |
|
2 |
21,1 |
5,3 |
83,5 / 17,6 |
18 |
||
Среднее (n=7) |
1 |
40,6±6,4 |
4,7±0,9 |
43,2±7,3 |
||
Среднее (n=7) |
2 |
37,0±5,9 |
5,2±0,5 |
45,5±8,0 |
||
Среднее (n=14) |
1-2 |
38,8±4,2 |
5,0±0,5 |
44,4±5,2 |
Примечание: Данные представлены в процентах от ночного периода регистрации (12 часов) всего МС и в минутах
Северные морские котики обычно спят в позе лежа на боку или сидя на помосте (на дне бассейна), опираясь головой о стенку вольера. ПС регистрировался только в позе лежа и, как правило, после продолжительного эпизода МС. Среднее количество МС составило 38,8±4,2% от времени записи или примерно 5 часов за ночь. На ПС приходилось в среднем 5,0±0,5% или 36 минут за ночь (табл. 1).
МС у котиков характеризовался резко выраженной межполушарной асимметрией ЭЭГ или АМС (рис. 1 А, Б). На долю АМС приходилось от 16 до 84% от всего МС. Количество МС, ПС и АМС в течение первой и второй ночей не различалось (р > 0,05, тест Вилкоксона). Большинство эпизодов АМС (в среднем, 78±5,6%) имели длительность менее 1 минуты, причем у одного котика (№1) эпизод длительностью более 1 минуты был всего лишь один. Один из самых длинных непрерывных эпизодов АМС был зарегистрирован у котика №6 - 9,3 минуты (рис.1 А).
Рис. 1. Примеры межполушарной асимметрии ЭЭГ и динамики спектральной мощности ЭЭГ в диапазоне 1-4 Гц в МС у северного морского котика №6: верхний ряд - 20-секундные эпохи, зарегистрированные во время АМС (А, Б) и билатерально-симметричного МС (В) в интервалах времени, отмеченных стрелками. Нижний ряд - значения коэффициента асимметрии спектральной мощности ЭЭГ в двух полушариях
У четырех из семи исследованных котиков (№1, №3, №5 и №7) различия в количестве АМС в левом и правом полушариях в течение двух ночных периодов, а у котика №2 - во время второго ночного периода (следовательно, и количество МС в двух полушариях) были минимальные - менее 30 минут за ночь. У трех котиков (№2, №4, №6) разница в количестве АМС в левом или правом полушариях достигала 109 минут (59-109 минут, табл. 1).
Таким образом, в течение отдельно взятого ночного периода, а также при сравнении двух ночных периодов, различия в количестве сна в двух полушариях у котиков могли отсутствовать или быть довольно значительными с одним и тем же или разным знаком латерализации. В целом, в данной группе котиков различия в количестве асимметричного сна в правом и левом полушариях не были статистически значимыми (Вилкоксон тест, p > 0,05).
Индивидуальные вариации паттерна сна. Для того чтобы оценить степень индивидуальной вариабельности параметров сна, у одного котика (№6) проанализировали параметры сна в течение восьми непоследовательных ночей. Количество МС у данного котика в ночной период варьировало от 28% до 39%, при среднем значении 35%. Коэффициент вариации количества МС, рассчитанный по восьми ночным сеансам (11%), был в 3 раза меньше, чем расчетное значение по средним значениям у семи котиков (38%; T-тест; p < 0,001). Различия в количестве АМС в двух полушариях у котика №6 в четырех сеансах из восьми были минимальными (6-29 минут за ночь). В остальных ночных периодах дважды АМС в левом полушарии было больше, чем в правом (различия составляли 74 и 100 минут за ночь) и дважды - больше в правом полушарии (86 и 40 минут). Коэффициент вариации суточного количества АМС был как минимум в 2,5 раза меньше (15%), чем расчетное значение для всей группы котиков. Наконец, количество ПС за ночной период варьировало от 4,2 до 7,6%, при среднем значении 5,9%. При усреднении за два ночных периода, индивидуальные вариации количества ПС у котика №6 были сопоставимы с вариацией ПС, рассчитанной для всех котиков.
Спектральная композиция ЭЭГ во время сна и бодрствования. У пяти из семи морских котиков в спектрограмме обоих полушарий во время МС наблюдался выраженный пик в полосе 9-15 Гц. Характерного для ПС крыс увеличения активности в области тета-диапазона у морских котиков не наблюдалось. Разница в спектральной композиции ЭЭГ в двух полушариях во время МС, ПС и СБ отсутствовала (фактор “полушарие”, АNOVA, F = 0,005; F = 0,818; F = 0,002 (соответственно), где p > 0,30). Различия между МС и СБ, а также между МС и ПС были статистически значимыми в диапазонах от 1,2 до 18 Гц за исключением частотных диапазонов 12,8 - 14,4 Гц (при сравнении МС и ПС; p < 0,05, Т-тест), а также 17,6 - 18,4 Гц (при сравнении СБ и МС; p < 0,05, Т-тест). При частоте выше 18,4 Гц мощность спектра в МС и СБ не отличалась. Мощность спектра ЭЭГ во время СБ и ПС не отличалась во всем исследованном диапазоне частот.
Сравнение количества эпох с +0,3 < КА < -0,3 в диапазоне 1-16 Гц в МС не выявило статистически значимой латерализации спектральной мощности ЭЭГ в полушариях в данной группе животных (критерий Вилкоксона, 1-4 Гц, р = 0,2; 4-8 Гц, р = 0,1; 8-12 Гц, р = 0,2) за исключением поддиапазона 12-16 Гц (р = 0,04). Аналогичный анализ, выполненный у котика №6 с целью оценить степень латерализации ритмов ЭЭГ, показал, что при подсчете за весь период (8 ночей) различия в количестве эпох с КА > 0,3 и < -0,3 оказались статистически не значимыми для всех 4 диапазонов (критерий Вилкоксона, p > 0,05).
Количественная оценка выраженности межполушарной асимметрии ЭЭГ. ANOVA и последующий post hoc тест показали достоверное различие между МС и СБ, а также МС и ПС в степени асимметрии во всех четырех частотных диапазонах. Различия между низкоамплитудным и высокоамплитудным МС в количестве эпох с абсолютным значением КА > 0,3 не были статистически значимыми в интервале от 1,2 до 16 Гц.
Таким образом, межполушарная асимметрия ЭЭГ в диапазонах от 1,2 до 16 Гц, в первую очередь, характерна для МС, а не СБ и ПС. Кроме того, межполушарная асимметрия ЭЭГ во время МС у котиков выражена как во время низкоамплитудного, так и высокоамплитудного МС (рис. 2).
Рис. 2. Доля 20-секундных эпох с абсолютным значением КА > 0,3 в полосе 1,2-16 Гц в течение СБ, МС, ПС (а), низкоамплитудного и высокоамплитудного МС (б) у семи северных морских котиков: МС1 - низкоамплитудный МС; МС2 - высокоамплитудный МС
Депривация высокоамплитудного БМС.
Во время депривации БМС у котиков постоянно регистрировались эпизоды БМС (рис. 3). Количество побудок (или прерываний сна) было больше у котиков №8 и №9 (с максимальным значением 376 и 411 в день, соответственно). У этих котиков количество АМС во время суточных периодов, предшествующих депривации было минимальным. У котиков №10 и №11 количество побудок в день было наименьшим (в среднем, на 57% меньше, чем у котиков №8 и №9). У двух животных (№9 и №11) число побудок за сутки прогрессивно увеличивалось в течение трех дней депривации. У двух других котиков (№8 и №10) число побудок сна было максимальным в течение вторых суток депривации. Таким образом, на протяжении периода депривации БМС у всех котиков сохранялись повторяющиеся попытки развития БМС, число которых в среднем увеличивалось от 1-го к 3-му дню эксперимента.
Рис. 3. Пример полиграфической записи у морского котика №9 во время депривации билатерального высокоамплитудного МС: на верхней диаграмме показаны побудки (вертикальные линии), спектральная мощность ЭЭГ симметричных передне-затылочных отведений левого (Л) и правого (П) полушарий и значения интегрированной ЭМГ. Эпоха анализа 20 секунд. Буквой «а» отмечено начало периода развития повторяющихся эпизодов билатерального симметричного МС. Буквами «б» и «в» отмечены эпизоды АМС. Буквой «г» отмечено начало эпизода ПС. На нижней диаграмме отображены два 60-секундных эпизода, зарегистрированных в периоды, отмеченные короткими линиями 1 и 2 на верхней диаграмме, а также побудки, которые были во время эпизода 1. Цифры над полиграммами - значения КА спектральной мощности ЭЭГ симметричных передне-затылочных отведений двух полушарий в диапазоне 1,2-4 Гц в 20-секундных эпохах
Эффект депривации высокоамплитудного БМС на выраженность МС и ПС. Депривация высокоамплитудного БМС приводила к изменению количества МС и ПС (ANOVA, F = 9,10, F = 8,45, где p = 0,001, p = 0,002, соответственно). Во время периода восстановления наблюдалось достоверное увеличение количества МС (в среднем на 40% относительно фона). Длительность ПС в течение трех дней депривации сокращалась, в среднем, на 40% от значения в фоне. Но такое снижение было статистически значимым только для первых 24 часов депривации (post hoc, p < 0,05). В течение всего периода депривации количество высокоамплитудного БМС, в среднем, составило 14% от среднего фонового значения (ANOVA, F = 55,78, где p < 0,001). Депривация сна не повлияла на количество низкоамплитудного БМС (ANOVA, F = 0,56, где p = 0,69). В течение первых 4 часов периода восстановления наблюдалось увеличение количества высокоамплитудного БМС (в среднем, в 5 раз, по сравнению с фоном; парный Т-тест, p = 0,01). Общее количество МС и количество ПС в каждом полушарии в первые 4 часа периода восстановления было также достоверно выше по сравнению с фоном. Медленноволновая активность в каждом полушарии была выше, в среднем, на 73% и 125%, чем в фоне (в левом и правом полушарии, соответственно).
Таким образом, депривация БМС привела к значительному снижению количества высокоамплитудного БМС. По окончании депривации у всех животных наблюдалось типичное компенсаторное увеличение количества МС и спектральной мощности медленноволновой активности в обоих полушариях.
Эффект депривации высокоамплитудного БМС на композицию МС. У трех из четырех котиков количество АМС заметно увеличивалось в течение всех дней депривации, а у одного котика (котик №11) в течение вторых и третьих суток (рис. 4). Увеличение АМС в течение депривационных суток было максимально выражено у котиков №8 и №9, у которых количество АМС в фоне было минимальным (меньше, чем 4,6% и 5,2%, соответственно). У этих котиков продолжительность эпизодов АМС во время депривации составила 124% и 235% по сравнению с фоном (в среднем, 193%). У котиков №10 и №11, у которых наблюдалось большее количество эпизодов АМС в 48-часовой период, предшествующий депривации (11%-20%), продолжительность эпизодов АМС в период депривации изменялась в пределах 116%-154% относительно фона, за исключением первых депривационных суток у котика №11. В течение последующих суток после депривации количество АМС было больше, чем в фоне (в среднем, 140% от фона; 120-174% у различных котиков). Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что эффект депривации БМС на количество АМС за 24 часа не достиг уровня статистической значимости (ANOVA, F = 2,73, где р = 0,07 для АМС, рассчитанной как процент от фона), что, по-видимому, является следствием малого размера выборки и больших индивидуальных различий между котиками.
Рис. 4. Доля асимметричного медленноволнового сна в фоне, периоде депривации и восстановления у северных морских котиков (К№8-11) в сутках (А) и относительно фона (Б): Ф1-2 - двое фоновых суток; ДС1, ДС2, ДС3 - первые, вторые, третьи депривационные сутки, соответственно; ПВ - период восстановления.
Пунктирными линиями показаны индивидуальные значения для котиков и ошибка измерений
Депривация парадоксального сна.
У всех четырех животных количество попыток развития эпизодов ПС в третьи депривационные сутки (в среднем по 4 котикам - 64+9 в день) было больше, чем в первые (39+7). Однако статистический анализ показал, что возрастание числа эпизодов ПС в течение трех последовательных дней не достигло уровня статистической значимости (АNOVA, F = 1,92, где p > 0,07). Количество ПС в течение трех дней депривации резко сократилось и в разные дни варьировало от 7% до 26% (в среднем, 18,0 ± 2,0%) от соответствующих значений в фоне (ANOVA, F = 17,04, где р < 0,001, рис. 5).
Количество эпизодов ПС во время периода депривации, напротив, увеличилось по сравнению с фоном, но только при сравнении третьих суток депривации и фона были обнаружены статистические различия (post hoc, p < 0,05). У всех четырех котиков количество ПС в период восстановления увеличилось относительно фоновых значений, в среднем на 52% (рис. 5). Различия между количеством ПС за сутки в фоне и в ПВ не достигли уровня статистической значимости (post hoc, p > 0,05). Различия в количестве ПС были обнаружены при сравнении ПВ и трех суток депривации (post hoc, p < 0,05).
Рис. 5. Количество ПС в фоне, в течение трех суток депривации ПС и в период восстановления сна у северных морских котиков (К№12-15): Ф1-2 - двое фоновых суток; ДС1, ДС2, ДС3 - первые, вторые, третьи депривационные сутки, соответственно; ПВ - период восстановления
Пунктирными линиями показаны индивидуальные значения котиков и ошибка измерений
У котиков количество МС до экспериментального воздействия и непосредственно в период депривации изменилось незначительно. Увеличение МС наблюдалось в ПВ в среднем на 24% относительно фона, но такое изменение не было статистически значимым. Депривация ПС не влияла на количество АМС. У двух котиков (№12 и №14) с максимальным и минимальным количеством АМС в фоновые сутки (13,7% и 3,1%, соответственно) продолжительность АМС в первые депривационные сутки выросла на 24% и 147% относительно фона, соответственно, и после этого постепенно снижалась в течение двух последующих суток депривации. У двух оставшихся котиков (№13 и №15) количество АМС снизилось во время депривации ПС (рис. 6). В период восстановления количество АМС снизилось почти до фонового значения (разница между значением в фоне и после депривации составила 0,3%) у котика №14 и, наоборот, увеличилось по сравнению с фоном (разница составила 4,1%) у котика №12. У двух котиков (№13 и №15) количество АМС увеличилось, но значения были ниже фоновых (10,6 и 11% соответственно).
Рис. 6. Влияние депривации ПС на продолжительность АМС в течение суток (А) и относительно фона (Б) у морских котиков (К№12-15): Ф1-2 - двое фоновых суток; ДС1, ДС2, ДС3 - первые, вторые, третьи депривационные сутки, соответственно; ПВ - период восстановления.
Пунктирными линиями показаны индивидуальные значения для котиков и ошибка измерений
Таким образом, депривация ПС у котиков не оказывала влияния на количество и структуру МС.
Влияние состояния повышенной тревожности на структуру сна северных морских котиков
Доля МС в период проведения эксперимента изменялась незначительно (ANOVA, F=2,12, где р = 0,132). В течение первых двух суток эксперимента количество ПС снижалось по сравнению с фоновым значением у всех котиков (ANOVA, F=11,32, где р = 0,004). Компенсация ПС в ПВ не являлась статистически значимой (Т-тест, р = 0,57). Только у котика №16 в первые экспериментальные сутки абсолютное количество АМС увеличилось на 32,6%. У котиков №18 и №19 оно, напротив, уменьшилось на 45,1% и 41,0%, соответственно, и у котика №17 не изменилось относительно первых и вторых фоновых суток. Абсолютное количество АМС во второй день приблизилось к уровню фонового значения (рис. 7). Повышение уровня тревожности морских котиков не вызвало значимых изменений в абсолютном количестве АМС.
Количество АМС, рассчитанного от МС в 4-часовых интервалах, статистически значимо не изменялось. Однако у двух котиков при общем снижении абсолютного количества АМС весь МС в первый 4-часовой период первых экспериментальных суток был асимметричным. У котиков с долей АМС в первые сутки создания ситуации повышенной тревожности, равной 100%, его доля в последующие сутки снижалась до 70,1% (котик №16) и 56,8% (котик №17). Среднее значение АМС для четырех котиков во вторые сутки эксперимента было больше, чем в фоне (143,0±66,8 от двух фоновых суток). В целом у всех 4 котиков изменение доли АМС в МС в первые 4 часа эксперимента (по сравнению фоном) были статистически незначимыми. Абсолютная длительность АМС и доля АМС в МС увеличивались, однако статистически не значимо (р = 0,35, р = 0,22, соответственно, для всех случаев Т-тест).
Таким образом, повышение тревожности морских котиков в целом не вызывало увеличения количества АМС, что, прежде всего, говорит об их высоких адаптационных возможностях.
Рис. 7. Влияние повышенной тревожности морских котиков (К№16-19) на продолжительность АМС в течение суток (А) и относительно фона (Б): Ф1-2 - двое фоновых суток; ПБ1, ПБ2, ПБ3 - первые, вторые, третьи сутки повышенного беспокойства, соответственно;
ПВ - период восстановления.
Пунктирными линиями показаны индивидуальные значения для котиков и ошибка измерений
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование показало сходство основных ритмов ЭЭГ и, по-видимому, механизмов их генерации у морских котиков с таковыми у домашних кошек (Bronzino и др., 1973) и собак (John и др., 2004). У четырех из семи морских котиков регистрировалась ритмическая активность в диапазоне 8-16 Гц. Эта ритмика представляет собой, в первую очередь, сигма-активность (или сонные веретена), которая была зарегистрирована у большинства наземных млекопитающих (Sobieszek, 1968; Tobler, Borbely, 1986; Vyazovskiy и др., 2004), у двух видов настоящих тюленей (Mukhametov 1984; Lyamin и др., 1993) и у дельфинов-афалин (Mukhametov и др., 1977). Различия между котиками и грызунами (Borbely и др., 1984; Tobler и др., 1993; Huber и др., 2000; Tobler, Deboer, 2001), которые проявились в отсутствие у котиков выраженного кортикального тета-ритма в ПС, могут быть обусловлены различиями в размерах мозга животных и относительными размерами гиппокампа.
Межполушарная асимметрия ЭЭГ - это следствие функциональной латерализации головного мозга, и, по-видимому, она присуща, в той или иной степени, всем млекопитающим. Считается, что асимметрия в МС отражает различия в степени интенсивности восстановительных процессов в двух полушариях мозга (Krueger, Obal, 1993), что может быть связано с асимметричной активацией одноименных областей коры двух полушарий во время бодрствования (Kattler и др., 1994; Vyazovskiy и др., 2000). Коэффициент асимметрии позволяет количественно оценить выраженность межполушарных различий в разных частотных диапазонах у разных животных и в разных состояниях (Baehr и др., 1998; Clemens, Menes, 2000). У крыс, сон которых традиционно считается “билатерально-симметричным”, в 88-100% эпох КА в частотном диапазоне 1,2 - 16 Гц по абсолютному значению был больше 0,3 независимо от стадии сна и бодрствования (Vyazovskiy и др., 2000, 2002; Pokidchenko и др., 2005). На другом полюсе находятся китообразные, сон которых преимущественно однополушарный (Mukhametov и др., 1977; Lyamin и др., 2008). У двух дельфинов-афалин в среднем 88% эпох МС имели абсолютное значение КА > 0,3 в диапазоне 1,2-4 Гц, а в 62% эпох КА варьировал от 0,6 до 1,0 (Pokidchenko и др., 2005). У семи морских котиков, исследованных в данной работе, как и у крыс, в подавляющем количестве эпох ПС (среднем, в 92±3%) абсолютное значение КА медленноволновой ЭЭГ было меньше 0,3. Доля эпох МС с абсолютным значением КА > 0,3 у котиков в среднем была равна 50%, т.е. значительно больше, чем у крыс, но значительно меньше, чем у дельфинов. Такая оценка степени межполушарной асимметрии ЭЭГ в МС у котиков, рассчитанная с помощью КА, достаточно близка к среднему количеству АМС (59% от общего количества МС, табл. 1), представленной на основании визуальных критериев и мощности медленноволновой ЭЭГ. Межполушарная асимметрия ЭЭГ в МС наблюдается и у некоторых видов птиц (Rattenborg и др., 1999, 2001). Такие эпизоды даже называют “однополушарным сном”. Действительно, как у уток, так и голубей были обнаружены значимые различия в мощности ЭЭГ между двумя полушариями мозга в диапазоне 2-4 Гц, но эти различия не превышали 70%, что соответствует абсолютному значению КА < 0,3. Следовательно, степень межполушарной асимметрии медленноволновой ЭЭГ у крыс и птиц значительно меньше, чем у морских котиков. Другое важное различие между птицами и крысами, с одной стороны, и морскими котиками, с другой, состоит в том, что межполушарная асимметрия ЭЭГ в МС у котиков характерна для всего частотного диапазона от 1,2 до 16,4 Гц, тогда как у крыс - только в интервале от 1 до 6 Гц (Vyazovskiy и др., 2000), а у птиц (уток) - от 2 до 4 Гц (Rattenborg и др., 1999), т.е. только в диапазоне медленноволновой активности.
Механизмы межполушарной асимметрии ЭЭГ у млекопитающих изучены недостаточно. Недавно было показано, что концентрация ацетилхолина в коре головного мозга морского котика в АМС больше на стороне бодрствующего полушария (Lapierre и др., 2007). Известно, что именно проекционные пути от базальных ядер переднего мозга являются основным источником поступления ацетилхолина в кору больших полушарий и эти проекции ипсилатеральны (Semba, 2004). Кроме того, у котиков больше, чем в 40% эпох МС, абсолютное значение КА в диапазоне сонных веретен было больше 0,3, что является показателем их асимметричного развития. Сонные веретена генерируются в ретикулярных ядрах таламуса и далее распространяются по таламокортикальным проекциям (Steriade, Timofeev, 2003). Поэтому, межполушарная асимметрия ЭЭГ у морских котиков и дельфинов может быть отражением функциональной асимметрии не только между симметричными отделами коры, но и между симметричными таламическими ядрами и ацетилхолинергическими отделами переднего мозга. Следовательно, “однополушарный сон” у морских млекопитающих является не только кортикальным феноменом, но и отражает различия в уровне активации (торможения) симметричных подкорковых и, возможно, стволовых отделов мозга.
Нами обнаружены значительные различия в выраженности межполушарной асимметрии ЭЭГ у разных котиков, причем вариабельность параметров МС у одного животного была существенно меньше, по сравнению со всей группой исследованных животных. Различия между разными котиками вряд ли могли быть следствием небольших различий в локализации ЭЭГ электродов в двух полушариях у разных животных. Одной из причин таких различий может быть корреляция между межполушарной асимметрией ЭЭГ в МС и асимметричным состоянием глаз, которая была обнаружена не только у морских котиков (Lyamin и др., 2004), но и у китообразных (Lyamin и др., 2008), а также у птиц (Rattenborg и др., 1999, 2001). Эти данные подтверждают гипотезу, что одной из функций однополушарного сна является мониторинг (в первую очередь - зрительный) окружающей среды во время сна (Lyamin и др., 2008). Следовательно, различия в продолжительности времени с асимметричным состоянием глаз у котиков могли быть причиной различий в количестве и длительности эпизодов асимметричного МС, а также выраженности межполушарной асимметрии ЭЭГ. В свою очередь, продолжительность МС с асимметричным состоянием глаз могла зависеть от степени адаптированности животных к экспериментальным условиям, а также индивидуальными различиями в уровне тревожности (бдительности).
Метод избирательной депривации билатерального МС, использованный в данном исследовании, позволил нам создать условия, при которых произошло значительное сокращение доли высокоамплитудного БМС (в среднем больше, чем на 80% от фона). В экспериментах по депривации БМС было получено несколько важных результатов. Во-первых, в цикле бодрствование-сон у котиков постоянно регистрировались попытки развития БМС. Этот факт представляется чрезвычайно интересным, учитывая, что в воде количество БМС у котиков сокращается в несколько раз (Лямин, Мухаметов, 1998). Во-вторых, во время депривация БМС у всех котиков увеличилось количество АМС за счет увеличения, как числа, так и продолжительности эпизодов по сравнению с фоновыми сутками. В-третьих, несмотря на то, что эпизоды ПС могут развиваться у котиков после эпизодов АМС, количество ПС у всех животных уменьшилось в ходе трех дней депривации БМС. По-видимому, важнейшей причиной уменьшения ПС во время депривации БМС было нарушение структуры сна и, в первую очередь, уменьшение количества высокоамплитудного БМС. Таким образом, у северных морских котиков во время сна на суше АМС не может полностью компенсировать отсутствие БМС.
Несмотря на то, что у многих видов дельфинов и китов регистрируются поведенческие признаки ПС (вздрагивания головы, туловища), наличие этой фазы сна у китообразных остается под вопросом (Мухаметов и др., 1988, 1997; Lyamin и др., 2002, 2008). В воде котики спят в определенной позе на поверхности воды, при этом ноздри находятся над водой, что невозможно без сохранения тонуса шейных мышц. Кроме того, котики совершают во время сна гребковые движения одним передним ластом (Лямин, Мухаметов, 1998). У морских котиков количество ПС в воде сокращается в десятки раз (в период до двух недель) (Lyamin и др., 1996; Лямин, Мухаметов, 1998). Таким образом, китообразные и морские котики в воде, по-видимому, могут обходиться минимальным количеством ПС. С другой стороны, во время сна на суше у котиков регистрировались повторяющиеся эпизоды ПС, и количество таких эпизодов увеличивалось в ходе депривации этой фазы сна.
Два основных результата экспериментов по депривации ПС - это развитие повторяющихся эпизодов ПС и, следовательно, возрастающее давление ПС, а также стабильная доля АМС. Как и в случае с депривацией БМС, повторяющиеся у морских котиков попытки развития эпизодов ПС на суше в условиях избирательной депривации сна могут быть связаны с определенными условиями сна на суше, а также с большим количеством БМС в этих условиях. Увеличение ПС в период восстановления в среднем на 52%, полностью не компенсирует потери ПС во время депривационных суток, однако согласуется с данными, полученными на наземных млекопитающих (Rechtschaffen и др., 2002). Одна из гипотез заключается в том, что отсутствие ПС у дельфинов связано с необычной формой МС - однополушарного медленноволнового сна. Полученные нами данные свидетельствуют об автономности механизмов генерации АМС и ПС у котиков.
Таким образом, сон морских котиков в двух разных средах (на суше и в воде) сопровождается радикальными различиями не только в структуре МС, но и в продолжительности ПС. Способность котиков обходиться небольшим количеством ПС связана только с периодом пребывания в водной среде. Во время сна на суше ПС необходим котикам в количествах, сопоставимых с таковыми у наземных млекопитающих (например, у хищных таких же размеров). Механизмы, ответственные за изменения структуры сна морских котиков в этих совершенно разных средах обитания до сих пор остаются не выясненными.
Сон в воде у северных морских котиков сопровождается увеличением доли АМС в МС, по сравнению со сном на суше. Изменение композиции МС (увеличение количества АМС) в воде, по-видимому, может быть связано с действием нескольких факторов, которые действуют в водной среде: поддержание безопасного дыхания, эффективного термогенеза и, возможно, поддержание постоянного уровня бдительности (Lyamin и др., 2004, 2008). Данные полученные в эксперименте по созданию условия повышенной тревожности свидетельствуют о быстрой адаптации животных к условиям эксперимента (т.е. животные относительно быстро смогли дифференцировать оказываемое на них воздействие как потенциально неопасное) и об индивидуальных различиях, которые определили характер реакции и изменения структуры сна животных в данной экспериментальной ситуации.
Таким образом, результаты этого исследования не противоречат предположению о том, что продолжительность и доля АМС у котиков определяются степенью тревожности или бдительности животного (Lyamin и др., 2004, 2008). С другой стороны, повышение уровня тревожности не является единственным фактором, который приводит к увеличению доли АМС в МС на суше.
ВЫВОДЫ
1. Межполушарная асимметрия ЭЭГ во время медленноволнового сна у северных морских котиков выражена в частотном диапазоне от 1 до 16 Гц.
2. Межполушарная асимметрия ЭЭГ у морских котиков представлена как во время низкоамплитудного, так и высокоамплитудного медленноволнового сна.
3. У отдельно взятого морского котика могут наблюдаться значительные различия в спектральной мощности ЭЭГ симметричных передне-затылочных отведений двух полушарий в течение короткого периода времени, однако при анализе за несколько суток постоянной латерализации мощности ЭЭГ между полушариями не наблюдалось.
4. У морских котиков отсутствуют различия в количестве медленноволнового сна в двух полушариях мозга.
5. «Наземный» паттерн сна морских котиков характеризуется развитием повторяющихся эпизодов билатерального медленноволнового сна на суше. При этом депривация билатерального медленноволнового сна на суше приводит к увеличению количества асимметричного медленоволнового сна и минимальному изменению доли парадоксального сна.
6. Развитие повторяющихся эпизодов парадоксального сна при депривации этой стадии указывает на невозможность значительного сокращения количества парадоксального сна на суше.
7. Повышенная тревожность не является единственным и определяющим фактором, который приводит к увеличению пропорции асимметричного медленноволнового сна в цикле бодрствование - сон на суше.
Список сокращений
АМС - асимметричный медленноволновый сон
БМС - билатеральный медленноволновый сон
КА - коэффициент асимметрии
МС - медленноволновой сон
ПВ - период восстановления
ПС - парадоксальный сон
СБ - спокойное бодрствование
Ф1-2 - первые и вторые фоновые сутки
ЭМГ - электромиограмма
ЭОГ - электроокулограмма
Список работ, опубликованных по теме диссертации в журналах, рекомендованных ВАК РФ
1. Lyamin, O.I. Fur seals display a strong drive for bilateral slow wave sleep while on land / O.I. Lyamin, P.O. Kosenko, J.L. Lapierre, L.M. Mukhametov, J.M. Siegel // Journal of Neuroscience. - 2008. - Vol. 28, № 48. - P. 12614-12621 (0,3 п.л., личн. вк. 70%).
2. Lyamin, O.I. EEG asymmetry and spectra power during sleep in the northern fur seal / O.I. Lyamin, J.L. Lapierre, P.O. Kosenko, L.M. Mukhametov, J.M. Siegel // Journal of Sleep Research. - 2007. - Vol. 17. - P. 154-165 (0,5 п.л., личн. вк. 50%).
3. Lapierre, J.L. Cortical acetylcholine release is lateralized during asymmetrical slow wave sleep in northern fur seals / J.L. Lapierre, P.O. Kosenko, O.I. Lyamin, L.M. Mukhametov, J.M. Siegel // Journal of Neuroscience. - 2007. - Vol. 27, № 44. - P. 11999-12006 (0,3 п.л., личн. вк. 70%).
4. Lyamin, O.I. Behavioral aspects of sleep in bottlenose dolphin mothers and their calves / O.I. Lyamin, J.P. Pryaslova, P.O. Kosenko, J.M. Siegel // Physiology & Behavior. - 2007. - Vol. 92. - P. 725-733 (0,36 п.л., личн. вк. 30%).
5. Lyamin, O.I. Selective sleep deprivation of the northern fur seal / O.I. Lyamin, P.O. Kosenko, Е.V. Belyaev, А.S. Kibalnikov, J.L. Lapierre, L.M. Mukhametov, J.M. Siegel // The 18th Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals, 12-16 October, Quebec, Canada, 2009 (0,04 п.л., личн. вк. 80%).
6. Kosenko, P.O. Selective REM sleep deprivation of the northern fur seal on land / P.O. Kosenko, O.I. Lyamin, Е.V. Belyaev, А.S. Kibalnikov, L.M. Mukhametov, J.M. Siegel // 23rd annual meeting of the associated professional sleep societies, Seattle, USA, 2009 (0,04 п.л., личн. вк. 80%).
7. Косенко, П.О. Электрическая активность некоторых глубоких структур мозга во время медленноволнового сна у северного морского котика / П.О. Косенко, О.И. Лямин, Л.М. Мухаметов, Дж.М. Сигал // Тезисы докладов 4-й Российской школы-конференции с международным участием «Сон - окно в мир бодрствования». - М., 2007. - C. 49-50 (0,04 п.л., личн. вк. 80%).
8. Косенко, П.О. Депривация билатерального медленноволнового сна у северных морских котиков / П.О. Косенко, О.И. Лямин, Л.М. Мухаметов, Дж.М. Сигал // Тезисы докладов 6-й Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы сомнологии». - СПб., 2008. - C. 53 (0,04 п.л., личн. вк. 80%).
9. Косенко, П.О. Избирательная депривация билатерально медленноволнового и парадоксального сна у северных морских котиков / П.О. Косенко, О.И. Лямин, Е.В. Беляев, А.С. Кибальников, Л.М. Мухаметов, Дж.Л. Лапьерр, Дж.М. Сигал // Тезисы докладов 5-й Российской школы-конференции с международным участием «Сон - окно в мир бодрствования». Ростов н/Д., 2009. - С. 124-125 (0,04 п.л., личн. вк. 80%).
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Ушастые тюлени, настоящие тюлени и моржи как животные семейства ластоногих. Среда обитания северных и южных морских слонов. Особенности питания и охоты тюленей. Взаимоотношения между людьми и тюленями. Ушастые тюлени: сивучи, морские львы и котики.
реферат [8,9 K], добавлен 16.12.2009Характеристика обыкновенных и бескрылых морских свиней как водных млекопитающих отряда китообразных: внешний вид, строение скелета и описание жизненного цикла. Использование импульсных сигналов для эхолокации и отражения эмоционального состояния особей.
презентация [1016,6 K], добавлен 30.04.2011Характеристика тектонической жизни на планете в течение юрского периода. Особенности развития и существования флоры и фауны на Земле: господство голосеменных форм растений, размножение гигантских рептилий, появление первых птиц, жизнь морских животных.
презентация [9,4 M], добавлен 10.11.2012Исследование данных о строении, жизнедеятельности и экологии мелких млекопитающих. Определение зверьков по справочникам-определителям. Годичные и сезонные изменения численности мелких млекопитающих, демографические характеристики популяций лесной мыши.
контрольная работа [23,3 K], добавлен 10.07.2010Геологическое строение планеты в меловой период. Тектонические изменения во время мезозойского этапа развития. Причины вымирания динозавров. Меловой период как последний период Мезозойской эры. Характеристика растительности и животных, их ароморфозы.
презентация [1,0 M], добавлен 29.11.2011Характеристика подкласса "Простейшие". Губки как тип преимущественно морских примитивных беспозвоночных. Анализ кишечнополостных как многоклеточных животных, имеющих лучевую симметрию. Плоские, круглые и кольчатые черви. Костистые рыбы, млекопитающие.
презентация [3,6 M], добавлен 15.05.2015Общая характеристика зеленых водорослей – группы низших растений. Место обитания морских зеленых водорослей. Их размножение, строение и способы питания, химический состав. Описание наиболее распространенных видов морских водорослей Японского моря.
реферат [641,9 K], добавлен 16.02.2012Возбудители протозойных заболеваний. Кокцидиоз семенников сельдевых. Заражение морских рыб взрослыми формами трематод. Методика исследования инвазионных заболеваний. Эпидемиологическое значение паразитов морских рыб. Болезни, вызываемые инфузориями.
курсовая работа [48,9 K], добавлен 04.10.2011Птицы, адаптировавшиеся к жизни в морской среде. Морфологические особенности, позволяющие птицам выживать в море. Водоотталкивающие свойства оперения. Четыре основные стратегии при добыче птицами корма в морской среде. Жизненный цикл морских видов.
презентация [969,1 K], добавлен 05.10.2014Представители типа Иглокожие: морские звезды, морские лилии, морские ежи. Особенности образа жизни представителей типа, анализ научной классификации. Описание морских звезд, строение морского огурца. Виды морских лилий: стебельчатые, бесстебельчатые.
презентация [2,6 M], добавлен 28.03.2012Морские лилии: понятие, строение, особенности анатомии. Способы прикрепления морских лилий к субстрату. Сущность понятия "цирра". Основные личиночные формы и метаморфоз. Цистоидейная стадия личинки. Развитие пентакринуса бесстебельчатых морских лилий.
презентация [957,7 K], добавлен 12.05.2014Исследование атмосферы Земли в древности, углекислотной теории похолодания. Характеристика космических и внутренних факторов, влияющих на климатообразование: вулканической деятельности, морских течений. Изучение основных причин вымирания динозавров.
статья [28,6 K], добавлен 28.11.2011Экспериментальное исследование биоразнообразия зоопланктона (48 видов и вариететы), его плотности по сетным и осадочным пробам на трансграничных участках реки Припяти. Определение характера изменения численности мельчайших животных организмов в Соже.
курсовая работа [53,3 K], добавлен 14.02.2010Характеристика иглокожих как морских донных животных. Их строение, специфика развития и классификация. Амбулактарная система как уникальная особенность этих существ. Обзор разновидностей иглокожих и их значение для человека и морской среды обитания.
презентация [3,5 M], добавлен 02.04.2013Дельфины: виды, места обитания, размеры, вес мозга, продолжительность жизни, рацион питания. Уникальные особенности и способности этих морских млекопитающих. Воспитание самками детенышей. Способы общения между животными. Отношение дельфинов с людьми.
презентация [4,1 M], добавлен 16.05.2016Особенности территории области, как среды обитания млекопитающих. Существенные факторы обеднения фауны Брестчины. Видовой состав, описание, местообитание некоторых редких и исчезающих животных, их численность и тенденция ее изменения, меры охраны.
курсовая работа [61,4 K], добавлен 02.11.2014Физические особенности хобота африканского и азиатского слона. Способность африканской антилопы к прыжкам на 3 метра над землей. Большая белая акула - рекордсмен возвратной миграции из всех морских млекопитающих и рыб. Техника полета головой вниз сапсана.
презентация [302,0 K], добавлен 23.09.2012Исследование системы, контролирующей гомеостаз железа и развитие окислительного стресса у млекопитающих. Экспериментальное изучение параметров, связанных с развитием окислительного стресса и метаболизмом железа, при развитии асцитной гепатомы Зайделя.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.09.2012Характеристика и задачи мониторинга поверхностных вод, основой которого является система биоиндикации водных объектов. Экологическое качество воды в реках. Исследование фауны веслоногих ракообразных - симбионтов мелководных морских звезд Южного Вьетнама.
реферат [21,2 K], добавлен 12.04.2010Механизм формирования голода, жажды и солевого аппетита у домашних животных. Техника поедания корма и поения у кошек и собак. Кормление и поение хорьков. Проведение исследования поведения животных в условиях пищевой депривации в течение 24 и 48 часов.
курсовая работа [1016,6 K], добавлен 20.03.2015