РЕАКЦИЯ НЕЙРОНОВ СОМАТОСЕНСОРНОЙ КОРЫ НА СТИМУЛЯЦИЮ ВЕНТРО-ПОСТЕРО-МЕДИАЛЬНОГО ЯДРА ТАЛАМУСА У КРЫС ЛИНИИ WAG/RIJ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Работа поддержана грантом РНФ № 16—15—10202, А. П. Шварц является получателем стипендии Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам (СП-743.2019.4).

Цветаева Д.А.

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия

РЕАКЦИЯ НЕЙРОНОВ СОМАТОСЕНСОРНОЙ КОРЫ НА СТИМУЛЯЦИЮ ВЕНТРО-ПОСТЕРО-МЕДИАЛЬНОГО ЯДРА ТАЛАМУСА У КРЫС ЛИНИИ WAG/RIJ

Предполагается, что триггерной зоной генерации пик — волновой активности у крыс линии WAG/Rij, генетически предрасположенных к абсанс — эпилепсии, является соматосенсорная кора (представительство вибрисс) [4]. В последнее время появились данные о том, что заднее ядро таламуса (PO) может быть ревербератором, обеспечивающим таламо- кортикальную циркуляцию эпи-активности [3]. Это позволяло предполагать, что стимуляция РО может инициировать реверберационный процесс. Было установлено, что у крыс WAG/Rij в возрасте 6—8 месяцев, когда абсанс — эпилепсия уже сформирована, вызванная реакция нейронов соматосенсорной коры на раздражение РО представлена фазными реакциями (чередование коротких разрядов с тормозными паузами), что было интерпретировано нами как нейронный эквивалент пик-волновой активности [1]. Такая же реакция была обнаружена при стимуляции вибрисс, что не исключает возможности участия РО в циркуляции возбуждения, но допускает вероятность первичной активации соматосенсорной коры опосредовано вентро-посте-ро-медиальным ядром таламуса (VPМ).

Задачей настоящего исследования явилось изучение реакции нейронов соматосенсорной коры на стимуляцию VPM у крыс линии WAG/Rij в период, когда пик-волновая активность уже сформирована.

В остром эксперименте под уретановым наркозом (150 мг/100 г веса животного) на 12 крысах линии WAG/Rij в возрасте 5—8 месяцев, исследована реакция 120 нейронов соматосенсорной коры на электрическую стимуляцию VPM. Параметры стимула: амплитуда — 0.5 мкА; длительность — 0,2 мс. Латентный период и длительность реакции рассчитывали по результатам предъявления 10 стимулов с помощью программы SPAN (L—Card). Статистическую значимость реакции на стимуляцию VPM определяли непараметрическим методом Вилкоксона. Статистическую значимость межгрупповых различий определяли с использованием парамтри-ческого t-теста (все анализируемые показатели имели нормальное распределение — тест Шапиро-Уилка).

Реакции нейронов 4-го слоя соматосенсорной коры были представлены четырехкомпонентным ответом: первичное возбуждение (латентный период 12,94 ± 2,53 мс), первичное торможение (латентный период 56,21 ± 43,2 мс), вторичное возбуждение (латентный период 281,54 ± 86,2 мс), вторичное торможение (латентный период 903,12 ± 271,16 мс).

А Б

~ 1 I

VMP

2 c

Тоническая и фазная реакции нейронов соматосенсорной коры на стимуляцию VHM

Вторичное возбуждение проявлялось в виде двух типов реакций. В 36 % случаев это было тоническое возбуждение длительным 310,07 ± 207,15 мс (Рис А).

У 33 % зарегистрированных нейронов выявлена фазная реакция, включающая группу от 2 до 5 разрядов, сменяющихся периодами молчания (Рис.Б). Длительность каждого разряда фазного ответа была 113,67 ± 40,75 мс. Продолжительность периодов между активационными фазами колебалась в пределах от 56 до 240 мс. Период между первой и второй фазами ответа составлял 130,2 ± 48,3 мс. Периоды между следующими фазами — 98 ± 24,2 мс. Различие между первым и последующими периодами было статистически значимо (t (35) = 2,58. Р = 0,0014). Фазный ответ значимо отличался от тонической реакции по частоте потенциалов действия. Частота тонического разряда составляла 11,12 ± 2,7 Гц, а частота фазного ответа 36,86 ± 15,68 Гц. (t (59) = 5,83. Р < 0,001).

Таким образом, фазный ответ нейронов соматосенсорной коры у крыс линии WAG/Rij в период, когда пик-волновая активность уже сформирована, можно вызвать как стимуляцией РО (паралемниско-вый вход в кору), так и стимуляцией VPM (лемнисковый вход).

Длительность периодов между фазными разрядами колеблется в пределах от 56 до 240 мс и соответствует частоте 17 Гц и 4 Гц, что находятся в диапазоне частот пик- волновой активности у крыс линии WAG/Rij [2]. Это свидетельствует в пользу высказанного нами предположения о том, что выявленная фазная реакция является нейронным эквивалентом пик-волновой активности.

Остается неясным, обусловлена ли фазная реакция реверберацией или она возникает в результате особой (например, пейсмекер-ной) активности нейронов коры в ответ на афферентную стимуляцию. Выяснению этого вопроса предполагается посвятить исследования предстоящего года.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ. Грант 20—013—00176 «Социальные факторы раннего онтогенеза».

Список литературы:

1. Цветаева Д. А., Ситникова Е. Ю., Раевский В. В. Реакция нейронов соматосенсорной коры на стимуляцию заднего ядра тала-муса у крыс линии WAG/Rij к 6-ти месячному возрасту трансформируется из тонической реакции в фазическую. Бюлл. Эксперим. Биол. Мед. 2019. том 168, No 7. 4—7.

2. D. Bosnyakova, A. V. Gabova, A. Zharikovae, V. Gnezditski, G. Kuznetsova, Gilles van Luijtelaa. Some peculiarities of time-frequency dynamics of spike-wave discharges in humans and rats. Clinical Neurophysiology. 2007. 118 (8):1736—43

3. Luttjohann A, van Luijtelaar G. Dynamics of networks during absence seizure's on- and offset in rodents and man. Front. Physiol. 2015;6. ID 16.

4. Sitnikova E., van Luijtelaar G. Cortical control of generalized absence seizures: effect of lidocaine applied to the somatosensory cortex in WAG/Rij rats. Brain Res. 2004;1012 (1—2):127—137.