Реакции ретикулоспинальных нейронов при стимуляции вестибулярного нерва и спинного мозга
Изучение специфики двигательной активности организма - результата сложного взаимодействия моторных структур головного и спинного мозга. Анализ ретикулоспинальных нейронов, которые играют ключевую роль во взаимодействии интеграция-выполнение движений.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.02.2023 |
| Размер файла | 154,6 K |
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/
Реакции ретикулоспинальных нейронов при стимуляции вестибулярного нерва и спинного мозга
Манвелян Л.Р., Терзян Д.О., Григорян М.Л., Оганян Л.Р.
Аннотация
Методом внутриклеточного отведения потенциалов на препарате перфузируемого мозга лягушки исследовались нейроны медиальной ретикулярной формации (МРФ) в ответ на стимуляцию передней ветви вестибулярного нерва, а также шейного и поясничного отделов спинного мозга. В ответ на стимуляцию вестибулярного нерва были зарегистрированы антидромные, моно- и полисинаптические потенциалы действия (ПД). В ответ на стимуляцию вышеуказанных отделов спинного мозга были зарегистрированы антидромные ПД. Показано, что нейроны МРФ активно участвуют в реализации движений организма.
Ключевые слова: медиальная ретикулярная формация, спинной мозг.
Abstract
REACTIONS OF RETICULOSPINAL NEURONS ON THE OF THE VESTIBULAR NERVE AND SPINAL CORD STIMULATION
Manvelyan L.R., Terzyan D.O., Grigoryan M.L., Ohanyan L.R.
Neurons of the medial reticular formation (MRF) in response to stimulation of the anterior branch of the vestibular nerve, as well as the cervical and lumbar sections of the spinal cord, were studied by the method of intracellular potential derivation on a preparation of a perfused frog brain. In response to stimulation of the vestibular nerve, antidromic, mono-, and polysynaptic action potentials (APs) were registered. In response to stimulation of the above spinal cord sections were registered antidromic APs. It has been shown that MRF neurons are actively involved in the implementation of body movements.
Keywords: medial reticular formation, spinal cord.
Введение
Двигательная активность организма - результат сложного взаимодействия моторных структур головного и спинного мозга. Ретикулоспинальные нейроны, расположенные между супраспинальными структурами и спинным мозгом, играют ключевую интегративную роль во взаимодействии интеграция-выполнение движений. В ретикулярной формации располагаются многие сложные центры. Определенные области продолговатого мозга влияют на мотонейроны спинного мозга. Эти бульбарные нейроны находятся под воздействием вышележащих областей мозга. В вентролатеральной части ретикулярной формации продолговатого мозга выявлена группа клеток, которая оказывает тормозное влияние на спинальные рефлексы. Клетки дорсальной части ретикулярной формации обеспечивают осуществление спинальных рефлексов [1]. Ретикуло-спинальный тракт наиболее древняя церебро-спинальная система. На млекопитающих доказано, что МРФ получает входы из вестибулярной системы. Морфологическими исследованиями обнаружено наличие волокон, начинающихся в вестибулярном ядре и оканчивающихся в ретикулярной формации (РФ). Импульсы, поступающие из вестибулярных ядер на спинальные мотонейроны, могут быть опосредованы также через ретикуло-спинальные нейроны [2].
В эволюционном аспекте, амфибии наиболее подходят для исследования процессов управления движениями организма, в связи с развитием четырехконечностного тела и с частичным или полным переходом на сушу [3]. Моторные структуры амфибий наименее дифференцированы. Тем не менее, их вестибулярные ядра интегрируют сигналы из различных отделов нервной системы и влияют на двигательные и вегетативные центры. Вместе с РФ и мозжечком они обеспечивают регуляцию равновесия тела, ориентацию в трехмерном пространстве и модификацию мышечного тонуса. В естественных условиях нейроны РФ могут также активироваться при стимуляции вестибулярных рецепторов [2].
В связи с вышесказанным, было важно изучение вестибуло-ретикуло-спинальных взаимосвязей.
Методы. Исследования проводились на перфузируемом препарате 96 озерных лягушек (Rana ridibunda) обоих полов. Животные наркотизировались раствором MS-222 (0.2 мг/г). Электрическое раздражение передней ветви VIII нерва осуществлялось с помощью всасывающего электрода. Для стимуляции шейного и поясничного отделов спинного мозга использовались биполярные вольфрамовые электроды. Электрическое раздражение вышеупомянутых структур осуществлялось одиночными ударами постоянного тока (0.1-0.2 мс: 0.05-0.4мА). Внутриклеточное отведение потенциалов проводилось сточенными стеклянными микроэлектродами, заполненными 2М раствором лимоннокислого калия. Компьютерный анализ данных проводился посредством программ NiDiadem и Origin 8.5.
Результаты и обсуждение
Была зарегистрирована внутриклеточная активность 250 ретикулярных нейронов. спинной мозг ретикулоспинальный нейрон
При стимуляции передней ветви VIII нерва у 20 ретикулярных нейронов возникали антидромные потенциалы действия (ПД) с коротким, фиксированным латентным периодом 0.51-1.05 мс (в ср.0.78±0.18 мс, n=20) при различной интенсивности стимуляции. Минимальное уменьшение интенсивности стимуляции приводило к исчезновнению ПД без признаков возникновения постсинаптического потенциала (рис. 1 A, Г, рис. 2 А1). Исходя из полученных результатов, можно предположить, что в составе вестибулярного нерва могут быть также аксоны ретикулярных нейронов.
Стимуляция вестибулярного нерва у 230 нейронов МРФ вызывала химически передаваемые возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП). Латентный период ВПСП у 174 нейронов составлял 1.1-3.08 мс (в ср. 2.22±0.47 мс, n=174). Данные ВПСП имели быструю фазу восхождения 1.364.83 мс (в ср. 2.91±0.0.76 мс, n=69). Общая длительность ВПСП колебалась в пределах 5.63-13.4 мс (в ср. 9.93±2.3 мс, n=67). При увеличении стимуляции их амплитуда градуально увеличивалась и достигала 0.32.53 мВ (в ср. 1.08±0.3 мВ, n=63). Дальнейшее увеличение силы раздражения приводило к возникновению ПД на основе ВПСП с латентным периодом 1.83-6.73 мс (в ср. 3.92±1.13 мс, n=148) (рис. 1 Б, Г, рис. 2 Б1). Упомянутые временные параметры практически не изменялись при различной интенсивности стимуляции, что дало основание причислить эти ВПСП к моносинаптическим. Морфологическими исследованиями на прудовой лягушке (Rana esculenta) и на миногах показано обилие вестибулярных афферентов в МРФ [4, 5], что доказывает вероятность моносинаптической активации ретикуло-спинальных нейронов вестибулярными афферентами.
Рис. 1. Активация нейронов медиальной ретикулярной формации в ответ на стимуляцию вестибулярного нерва. А- антидромный ПД, Б - моносинаптический, В - полисинаптический ВПСП и ПД при различной интенсивности стимуляции вестибулярного нерва. Г - гистограмма распределения латентных периодов ВПСП. По горизонтали - время (мс), по вертикали - количество исследованных нейронов, (п)
У 56 нейронов МРФ зарегистрированные ВПСП характеризовались более длительным и нестабильным латентным периодом в пределах 3.15-6.82 мс (в ср. 4.1±0.77 мс; п=56) в зависимости от интенсивности стимуляции. Их фаза восхождения была в пределах 1.36-6.34 мс (в ср. 3.22±0.98 мс; п=20), общая длительность составляла 4.98-17.54 мс (в ср. 11.03±2.33 мс; п=23). Амплитуда ВПСП также увеличивалась и достигала 0,41-2.8 мВ (в ср. 1.18±0.54 мВ; п=15). Дальнейшее увеличение интенсивности стимуляции приводило к возникновению ПД с латентным периодом 4.26-10.31 мс (в ср. 6.43±1.28 мс; п=39) (рис. 1 В, Г, рис. 2 Б1). Вышеотмеченные временные характеристики, их нестабильность и зависимость от интенсивности стимуляции, указывают на полисинаптическое происхождение [6, 7].
Рис. 2. Антидромная активация ретикуло-спинальных нейронов на стимуляцию шейного и поясничного отделов спинного мозга. А 1-антидро.мные, Б1 - ортодромные ПД ретикуло-спинальных нейронов, на стимуляцию вестибулярного нерва. А 2, Б 2- антидромные ответы на стимуляцию шейного и поясничного отделов, спинного мозга соответственно. А 3, Б 3 - ответы тех же нейронов, на высокочастотное раздражение спинного мозга. В, Г - гистограммы распределения латентных периодов С- и L- нейронов, соответственно
При стимуляции спинного мозга у 228 ретикулярных нейронов, ортодромно отвечающих на раздражение вестибулярного нерва, возникали антидромные ПД. Они имели такие же особенности, что и антидромные ответы при вестибулярной стимуляции (рис. 2 А2, Б2, А3, Б3, В, Г). Клетки, отвечающие на раздражение шейного отдела спинного мозга были определены как С-нейроны (рис. 2 А2, А3, В). Они проецировались к шейному и грудному отделам спинного мозга. Латентный период данных ПД был в пределах 0.37-1.66 мс (в ср. 0.7±0.22 мс; п=105). Клетки, активируемые при стимуляции поясничного отдела - L-нейроны. Последние проецировались к пояснично-крестцовым отделам спинного мозга. Латентный период данных ПД составлял 0.51-1.8 мс (в ср. 1.05±0.3 мс; п=123) (рис. 2 Б2, Б3, Г) [7].
Доказано, что ретикуло-спинальные нейроны рассеяны небольшими группами по всей МРФ и не образуют ядро [8]. Наилучший эффект отведения потенциалов наблюдался при введении микроэлектрода в область дна четветого желудочка на 1.5-2 мм каудальнее входа вестибулярного нерва, 200-500 мкм латеральнее средней линии и на глубине 500-1000 мкм от дорсальной поверхности. Аксоны ретикулоспинальных нейронов амфибий в составе вентральных канатиков моносинаптически контактируют с мотонейронами шейного и поясничного утолщений. На кошках показано, что 81 из 191 ретикуло-спинальных аксонов оканчивались между Се2 и ТЬ5, 21/49, оканчивались между №5 и Lu5, и 34/61 достигали Lu5 [9]. Доказано, что зарегистрированные моносинаптические реакции имеют возбудительную природу.
Данные этого исследования наглядно показывают роль ретикулоспинальных нейронов в реализации вестибулярного воздействия на спинальные моторные механизмы.
Список литературы /References
1. Меркулова Н.А., Инюшкин А.Н., Беляков В.И.Очерки по физиологии центральной нервной системы. Часть II. Изд. «Самарский университет», 2003. 31 с. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://91.222.128.30/bitstream/Uchebnye-izdaniya/Ocherki-po-fiziologii-centralnoi-nervnoi-sistemy-Ch-2-73357/1/%D0%9C%D0%B5%D1%80%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%20 %D0%9D.%D0%90.%20%D0%9E%D1 %87%D0%B5%D1 %80%D0%BA%D0%B8%20%D0%BF%D0 %BE%20%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0 %B8%20%D1%87.2.pdf/ (дата обращения: 05.04.2022).
2. Orlovsky G.N., Delyagina T.G., Wallen P. Vestibular control of swimming in lamprey. I. Responses of retikulospinal neurons to roll and pitch // Exp. Brain Res., 1992. V. 90. P. 479-488.
3. Фанарджян В.В. Функциональная организация вестибулоспинальной системы у амфибий // Успехи физиологических наук, 2002. Т. 33. С. 3-16.
4. Matesz C., Kulik A., Bacskai T. Ascending and Descending Projections of the Lateral-Vestibular Nucleus in the Frog Rana esculenta // J. Comp. Neurol., 2002. V. 444. № 1. P. 115-128.
5. Pelieger Y.F., Dubuc R. Relationship between vestibular primary afferents and vestibulospinal neurons in lampreys // J. Comp. Neurol., 2000. V. 27. P. 255-273.
6. Манвелян Л.Р., Терзян Д.О., Маргарян А.В., Григорян М.Л. Сравнительный электрофизиологический анализ мозжечкового контроля нейронов вестибулярного ядерного комплекса и медиальной ретикулярной формации лягушки // Наука, техника и образование, 2018.
7. Манвелян Л.Р., Терзян Д.О., Григорян М.Л. Оганян Л.Р. Функциональные особенности нейронов медиальной ретикулярной формации в реализации движений организма // Наука, техника и образование. 2021. № 7 (82). С. 5-10.
8. Фанарджян В.В., Манвелян Л.Р., Насоян А.М. Электрофизиологические особенности вестибулоспинальных нейронов лягушки // ДАН Армении, 2000. Т. 100. С. 296-301.
9. Patricia, Leiras Roberto, Canedo Antonio. Electrophysiological study of supraspinal input and spinal output of cat's subnucleus reticularis dorsalis (SRD) neurons.// PLoS One, 2013. V. 8(3):e60686.
10. Манвелян Л.Р., Терзян Д.О. Сравнительный электрофизиологический анализ скоростей проведения аксонов вестибуло- и ретикулоспинальных нейронов лягушки // Наука, техника и образование, 2019.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Строение и основные компоненты спинного мозга, его отделы и назначение в организме. Виды нейронов спинного мозга, их характерные свойства и признаки. Проводящие пути мозга и его рефлекторные реакции. Типы и отделы повреждений мозга, пути их излечения.
реферат [20,7 K], добавлен 14.11.2009Строение, типы и развитие нейронов. Взаимодействие глиальных клеток и нейронов. Схема межнейронного синапса. Механизм передачи возбуждения. Строение и функции спинного мозга. Отделы головного мозга, их функциональное значение. Лимбическая система.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 16.01.2012Основные восходящие (чувствительные) пути спинного мозга. Типы волокон мышечной ткани и их значение. Важнейшие двигательные безусловные рефлексы у человека. Общие функции спинного мозга. Морфо-функциональные особенности спинного мозга в онтогенезе.
лекция [1,3 M], добавлен 08.01.2014Изучение физиологических особенностей дыхания, включающих деятельность периферических и центральных хеморецепторов в гуморальной регуляции вентиляции легких. Факторы регуляции кислородной ёмкости. Функциональная классификация нейронов спинного мозга.
реферат [35,1 K], добавлен 23.12.2010Анатомия и сегментарное строение спинного мозга. Травматическая болезнь спинного мозга. Периоды, клиника и диагностика спинно-мозговой травмы. Показания и противопоказания к хирургическому лечению травм спинного мозга. Операции на шейном отделе.
презентация [5,4 M], добавлен 12.05.2019Значение центральной нервной системы человека в процессе регулирования организма и его связи с внешней средой. Анатомическая структура спинного и головного мозга. Понятие серого и белого вещества, нервных центров, волокон и соединительнотканных оболочек.
реферат [2,4 M], добавлен 19.01.2011Строение и функции позвоночника и спинного мозга. Классификация травм позвоночника и спинного мозга, их последствия. Методические приемы рефлекторной терапии. Комплексная реабилитация пациентов с последствиями повреждений позвоночника и спинного мозга.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.05.2012Изучение анатомии спинного мозга как отдела центральной нервной системы. Описание системы кровоснабжения спинного мозга. Состав клинико-нозологических вариантов сирингомиелитического синдрома. Дифференциальная диагностика различных травм позвоночника.
презентация [607,2 K], добавлен 20.06.2013Основные клинические формы черепно-мозговой травмы: сотрясение головного мозга, ушиб головного мозга лёгкой, средней и тяжёлой степени, сдавление головного мозга. Компьютерная томография головного мозга. Симптомы, лечение, последствия и осложнения ЧМТ.
презентация [2,7 M], добавлен 05.05.2014Изучение строения коры головного мозга - поверхностного слоя мозга, образованного вертикально ориентированными нервными клетками. Горизонтальная слоистость нейронов коры головного мозга. Пирамидальные клетки, сенсорные зоны и моторная область мозга.
презентация [220,2 K], добавлен 25.02.2014Сегменты спинного мозга и их структурно-функциональная характеристика. Закон Белла-Мажанди. Афферентные и эфферентные нейроны. Центры спинного мозга и управления скелетной мускулатурой. Принцип метамерии. Локализация восходящих путей в белом веществе.
презентация [7,1 M], добавлен 26.01.2014Особенности внешнего и внутреннего строения спинного мозга. Устройство спинномозговых нервов и оболочки. Свойства серого, белого вещества. Сущность простого безусловного рефлекса. Механизм осуществления рефлекторной и проводниковой функций спинного мозга.
презентация [2,2 M], добавлен 29.03.2015Особенности кровоснабжения спинного мозга. Анатомия сосудов, артерии и вены, снабжающие позвонки. Острый ишемический спинальный инсульт, симптомы кровоизлияния. Инструментальные и лабораторные исследования. Направления лечения инфаркта спинного мозга.
презентация [482,0 K], добавлен 21.10.2014Формы травматических поражений спинного мозга. Симптомокомплекс гематомиелии, его этапы. Последствия травмы или заболевания спинного мозга в зависимости от уровня поражения. Прогнозы восстановительного лечения и реабилитации после спинальной травмы.
реферат [25,9 K], добавлен 13.01.2014Анатомия спинного мозга человека, его внешнее строение и гистология, корешки, белое и серое вещество, спинальные нервы, кровеносные сосуды, рефлексы, эволюция и разнообразие. Опухоли спинного мозга, их диагностика, неврологическое исследование и лечение.
реферат [19,4 K], добавлен 07.06.2010Классификация и патоморфология опухолей спинного мозга. Интрамедулярные и экстрамедулярные опухоли, их клиника. Менингиомы и невриномы. Синдром поперечного сдавления спинного мозга. Броун-Секаровский синдром, парапарез. Спондилография и миелография.
презентация [3,4 M], добавлен 14.10.2013Основные типы нейронов. Реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды. Раздражение чувствительного нерва. Основные закономерности в деятельности центральной нервной системы. Распространение нервных импульсов. Анатомия спинного мозга.
презентация [425,1 K], добавлен 27.02.2014Спинной мозг человека, его описание, расположение и характеристика. Оболочка спинного мозга, ее особенности и разновидности. Строение и основные функции спинного мозга, схематическое изображение и детальное описание особенностей каждой части мозга.
реферат [743,0 K], добавлен 28.01.2009Специфика деятельности нервной система и ее связь с эндокринной системой. Строение и функции спинного и головного мозга. Роль нейронов и синапсов при передаче импульсов. Свойства вегетативной системы. Образование условных рефлексов и процесс торможения.
реферат [19,0 K], добавлен 03.03.2010Проводниковая функция спинного мозга, физиологическое обоснование рефлексов. Физиология продолговатого мозга, его элементы: задний, средний, промежуточный, конечный. Типы нейронов: эфферентные, афферентные, вставочные, симпатической нервной системы.
презентация [216,3 K], добавлен 05.03.2015
