Для регистрации ЭЭГ использовался 10-канальный электроэнцефалограф фирмы «Альвар-Электроник». Вызванные потенциалы регистрировались на универсальном осциллографе «Биофаз» той же фирмы. Для болевого раздражения периферических нервов использовался универсальный стимулятор «Физиовар». РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ Опыты показали, что аппликация холинолитических веществ (атропина, скополамина и амизила) на передние отделы коры головного мозга животных, голодавших в течение 1—2 суток, т. е. на те отделы коры, в которых наиболее четко была выражена «голодная» десинхронизация, вызывала в зоне аппликации через 7—15 минут замедление частоты и увеличение амплитуды биоэлектрической активности (с 35— 40 до 2—4 гц и с 25—35 до 150—100 мкв). В это же время во всех остальных отделах коры головного мозга биоэлектрическая активность не претерпевала заметных изменений. Передние отделы противоположного полушария оставались активированными. Нанесение болевого раздражения электрическим током на седалищный нерв вызывало у этих же животных генерализованную десинхронизацию электрической активности во всех отделах коры головного мозга, включая и зону аппликации холинолитиков. Рис. I. Изменение ЭЭГ-активности у кошки после суточного голодания, аппликации на сензомоторную область правого полушария 1% амизила и последующего нанесения болевого раздражения. А — исходная биоэлектрическая активность и аппликация амизила; Б — через 5 минут после аппликации. В зоне аппликации наблюдается некоторое снижение частоты и увеличение амплитуды биоэлектрических колебаний; В — через 30 минут после аппликации. В зоне аппликации наблюдается высокоамплитудная медленная активность, в то же время как в остальных отведениях биоэлектрическая активность не претерпевает существенных изменении. Нанесение на этом фоне болевого раздражения вызывает диффузную десинхронизацию во всех отделах коры, включая и зону аппликации. Описанный избирательный блокирующий эффект холинолитиков на «голодную» активацию коры мозга плохо или совсем не выявлялся у животных, голодавших более 2 суток, а также у животных с исходной диффузной активацией всей коры мозга, обусловленной, по-видимому, болевыми раздражениями, связанными с операционными манипуляциями. Только после внутримышечного введения аминазина у этих животных последующая аппликация холинолитиков на передние отделы коры мозга вызывала уменьшение частоты и увеличение амплитуды биоэлектрических колебаний в зоне аппликаций. Однако у животных, голодавших свыше 3 суток, нам редко удавалось получить уменьшение частоты и увеличение амплитуды биоэлектрической активности при аппликации холинолитиков на передние отделы коры даже после предварительного внутримышечного введения аминазина. Рис. 2. Изменение биоэлектрической активности в зоне аппликации 1% атропина на фоне генерализованной десинхронизации и после введения аминазина. А — на фоне диффузной активации холинолитики не вызывают снижения частоты и увеличения амплитуды в зоне аппликации; Б — введение аминазина голодным животным устраняет активацию в теменных и затылочных отведениях, оставляя активированными передние отделы коры мозга; В — аппликация на этом фоне атропина вызывает увеличение амплитуды и снижение частоты биоэлектрических колебаний в зоне аппликации. Аппликация холинолитических веществ на передние отделы коры у предварительно накормленных животных, у которых регистрировалась высокоамплитудная медленная ЭЭГ активность во всех отделах коры, почти не изменяла частоту и амплитуду спонтанной электрической активности электрокортикограммы. Нанесение болевого раздражения спустя 20—30 минут после аппликации вызывало генерализованную десинхронизацию ЭкоГ, включая и зону аппликации. Обращал однако на себя внимание тот факт, что в зоне аппликации холинолитических веществ десинхронизация ЭЭГ была менее выраженной по сравнению с остальными отделами коры головного мозга. Процесс восстановления исходной биоэлектрической активности после болевой десинхронизации в зоне аппликации происходил значительно быстрее. Для более углубленного анализа нейрохимических механизмов синаптических образований коры мозга, участвующих в пищевом возбуждении, в следующих экспериментах мы исследовали изменения соматосензорного вызванного потенциала на фоне «голодной» активации передних отделов коры и после локального устранения этой активации аппликацией холинолитических веществ. Кроме того, с целью контроля в ряде опытов вызванные потенциалы исследовались на фоне активации, вызванной нанесением болевого раздражения. Исходя из концепции П. К. Анохина относительно природы вызванного потенциала, сущность которой состоит в том, что вызванный потенциал образуется на основе множественных посылок восходящих возбуждений (одних — к аксосоматическим синапсам четвертого слоя коры, ответственных за формирование положительной фазы первичного ответа, других — к аксодендритическим синапсам плексиморфного слоя коры и ответственных за формирование отрицательной фазы), можно предполагать, что изменение фаз первичного ответа при действии каких-либо фармакологических веществ является следствием влияния этих фармакологических веществ на синаптические организации, ответственные за генез этих фаз. Приступая к настоящим исследованиям, мы рассчитывали на то, что если синаптические образование коры, участвующие в механизме «голодной» активации, являются холинэргическими, то при аппликации на передние отделы коры мозга голодных животных холинолитических веществ при блокаде на корковом уровне пищевого возбуждения, вызванный потенциал в ответ на раздражение седалищного нерва должен был внешне измениться приблизительно таким же образом, как и после кормления. Как показали опыты К. В. Судакова (1964) (4), вызванный потенциал в ответ на раздражение седалищного нерва у голодных животных на фоне избирательной пищевой ЭЭГ активации передних отделов коры мозга выявляется плохо. Он регистрируется в фокусе максимальной активности, как правило, в форме положительной фазы и нестабилен. Эти данные были подтверждены и нашими экспериментами. Все это указывало на то, что система голодного возбуждения избирательно объединяла определенные синаптические образования коры мозга и тем самым ограничивала возможность мобилизации достаточного количества аксодендритическнх постсинаптических потенциалов в ответ на раздражение седалищного нерва для формирования соматосензорного вызванного ответа. Опыты показали, что через 5—7 минут после аппликации холинолитиков на передние отделы коры мозга первичный ответ в фокусе максимальной активности начинал изменяться — начинала появляться отсутствующая до этого отрицательная фаза и к 20-ой минуте после аппликации она составляла 35—45 мкв; появлялось и вторичное положительное колебание. Данные опыты показали, что после аппликации холинолитиков на кору мозга вызванный потенциал приобретал те же фазы, которые регистрировались и у предварительно накормленных животных. Это указывало, что в данных опытах исключалась восходящая специфическая «голодная» система возбуждений гипоталамических структур пищевого центра к определенным синаптичеоким образованиям коры мозга. Однако если у накормленных животных мы имеем снижение активности гипоталамических пищевых центров, то в опытах с аппликацией холинолитиков на передние отделы коры имела место искусственная блокада механизмов синаптического проведения восходящих возбуждений гипоталамических структур непосредственно на корковом уровне. При нанесении болевого раздражения на седалищный нерв развивалась диффузная активация всей коры мозга. При атом изменялся и характер соматосензорного вызванного потенциала. Такие же изменения наблюдались и в зоне аппликации холинолитиков (отрицательная фаза первичного ответа полностью исчезала, вызванный потенциал становился нестабильным). Эти исследования свидетельствуют о том, что в данных условиях система болевого возбуждения мобилизовала аксодендритные синоптические образования и тем самым устраняла возможность формирования постсинаптических аксодендритных потенциалов в ответ на одиночное раздражение седалищного нерва, т. е. в данном случае имел место известный «феномен маскировки». Рис. 3. Изменение ЭЭГ-активности и вызванного потенциала у кошки после суточного голодания, аппликации 1% амизила и последующего нанесения болевого раздражения. А — исходная ЭЭГ и вызванный потенциал, регистрируемый в сензомоторной области правого и левого полушария, до и после аппликации амизила; Б — через 12 минут после аппликации амизила. В зоне аппликации наблюдается увеличение амплитуды и снижение частоты биоэлектрических колебаний, изменяется и вызванный потенциал. Нанесение болевого раздражения вызывает диффузную десинхронизацию и изменяет характер- соматосензорного вызванного потенциала в зоне аппликации; В — через 4 минуты после нанесения болевого раздражения. Обозначения: ЛЛ — лобная левая, ЛПР — лобная правая, ТЛ — теменная левая, ТПР — теменная правая, ЗЛ — затылочная левая, ЗПР — затылочная правая. Представленные данные свидетельствуют о том, что при небольших сроках голодания (1—1,5 суток) избирательная активация передних отделов коры мозга осуществляется преимущественно за счет холинэргических аксодендритных синапсов плексиморфного слоя коры. Генерализованная активация коры мозга, являющаяся следствием операционной травмы или вызванная искусственно при раздражении седалищного нерва и избирательно блокируемая аминазином, строится, по-видимому, на основе не холинэргических, а адренэргических механизмов. Механизм активации коры мозга при длительных сроках голодания (свыше 3 суток) также, по-видимому, имеет адренергический характер. Исследования, проведенные нами, показали, что нейрохимический механизм корковой активации даже при одном виде восходящих возбуждений не всегда един, что он лабилен и может каким-то образом изменяться при изменении исходного функционального состояния организма (болевая активация у голодного и сытого животного). В целом, представленные данные являются новым подтверждением концепции химической гетерогенности синоптических образований коры мозга, участвующих в формировании восходящих возбуждений при реакциях различного биологического качества. ЛИТЕРАТУРА 1. Анохин. П. К. Журн. высш. нервн. деят., 1962, 12, 3, 379. 2. Судаков К. В. Физиолог, журнал СССР, 1962, т. 48, № 2, стр. 150. 3. Судаков К. В. Физиологич. журнал СССР, 1963, т. 49, № И, стр. 1310. 4. С у д а к о в К. В. Бюлл. экспер. биологии и медицины, 1965, № 2, стр. 3. 5. А II a n d В. К. and В г о b е с k J. К. Jale J. Biol. med. 1951, 24, 123. 6. В го beck J. К. Am. N. J. Acad. Sci., 1955, 63, 44. 7. Mage г J. J. Bull. New Engl. Med. Cent., 1952, 14, 43. Активность нейронов коры головного мозга у голодных животных Ю. А. ФАДЕЕВ (Москва) Успехи, современной нейрофизиологии, связанные с использованием новых тонких методов электрофизиологического исследования мозга, позволили подойти к изучению центральных механизмов мотивационных состояний животного и человека. Эти состояния организма являются необходимым компонентом афферентного синтеза при формировании целенаправленной поведенческой реакции животного (П. К. Анохин) (13). Известно, например, что такая поведенческая реакция как пищедобывательная, полноценно развертывается только в том случае, если животное длительное время было лишено пищи, т. е. голодало. Следовательно, голодное состояние организма является важным побуждающим моментом в формировании целенаправленного пищевого поведения. Выяснение механизмов, по которым на основе этого внутреннего состояния животного складывается тот нервный аппарат, в дальнейшем приводящий животного к конечной цели (получение пищи), имеет несомненно практическое значение. В настоящее время установлено, что пищевое возбуждение у голодных животных на основе первичного возбуждения пищевых центров гипоталамуса и его восходящих активирующих, влияний избирательно распространяется на кору головного мозга, в частности адресуется к ее передним отделам (К. В. Судаков) (6). Однако остается невыясненным вопрос о том, как восходящие активирующие влияния гипоталамуса у голодных животных изменяют деятельность корковых нейронов. Ответив на этот вопрос, можно ближе подойти к пониманию конкретных механизмов афферентного синтеза в пищедобывательной деятельности. Исходя из всего вышеизложенного, в настоящем исследовании мы изучали активность нейронов коры головного мозга у голодных животных. Опыты проводились под уретановым наркозом. Голодное состояние животного, находящегося под уретановым наркозом, характеризовалось повышенной биоэлектрической активностью передних отделов коры головного мозга, что выражалось внешне высокочастотными низкоамплитудными колебаниями биопотенциалов. Такая избирательная ЭЭГ активация передних отделов коры головного мозга исчезала при искусственном насыщении животного, т. е. после введения молока в желудок и инъекции глюкозы в кровь (5). Применив микроэлектродную технику регистрации активности одиночных нейронов коры мозга, мы решили установить, как отражается состояние голода и насыщения в деятельности нейронов коры головного мозга. Активность нейронов регистрировалась в передних отделах коры мозга внеклеточно с помощью стеклянных микроэлектродов. Экспериментальные данные были получены на 31 кошке. В первой серии опытов у голодных и накормленных животных сравнивалась активность нейронов передних отделов коры головного мозга. При погружении микроэлектрода в передние отделы коры мозга голодной кошки (2-суточное голодание) мы обнаружили значительное количество нейронов, имеющих фоновую импульсную активность. Рисунок фоновой активности нейронов очень разнообразен, а частота возникновения импульсаций в нейронах лежала в пределах от 8 до 25 в секунду. В некоторых случаях частота разрядов нейронов была очень низкой (3—4 импульса в секунду) или очень высокой (40—50 импульсов в секунду). Нейроны с исходной фоновой активностью обычно встречались по всей глубине коры головного мозга. Их активность продолжалась 5—10 минут, иногда до 20 минут. У накормленных до опыта животных под уретановым наркозом в передних отделах коры мозга нейроны с исходной фоновой активностью встречались в значительно меньшем количестве, чем у голодного животного. Их активность длилась очень короткое время (0,5—1 минута). Все это указывало на то, что у голодных животных исходная фоновая активность нейронов передних отделов коры мозга выражена более отчетливо, чем у накормленных. Для сравнения степени активации нейронов передних отделов коры головного мозга у голодных -животных мы подсчитывали (количество нейронов с фоновой активностью, встречающихся по мере прохождения микроэлектрода -через всю толщину коры. В результате нами было установлено, что у голодных животных в передних отделах коры -мозга встречалось в среднем 7—8 нейронов с исходной фоновой активностью на одно прохождение микроэлектрода через все слои коры. У накормленных же животных в передних отделах коры мозга встречалось значительно меньше таких нейронов, в среднем 3 нейрона на одно прохождение микроэлектрода через все слои коры. Найденное нами различие в уровне активности нейронов передних отделов коры головного мозга у голодных и накормленных животных позволило нам предположить, что у первых выраженная фоновая активность нейронов была связана с исходным голодным состоянием. С целью проверки этого предположения мы исследовали реакции нейронов передних отделов коры мозга при определенном воздействии на животное, приводящем к снижению уровня его «голодного» возбуждения. В качестве такого воздействия мы применили введение в кровь голодному животному раствора глюкозы. Обычно применялся 40% раствор, который вводился в количестве 2 см3 как внутриартериально (a. carotis), так и внутривенно (v. femoralis). Всего в 2-8 опытах на голодных животных мы исследовали 121 нейрон. Было выделено 5 типов реакций нейронов на введение в кровь глюкозы (табл. 1). Таблица 1 Соотношение типов нейронов коры мозга по ответной реакции на введение глюкозы Как видно из таблицы, большая труппа нейронов передних отделов коры головного мозга в ответ на введение глюкозы снижала частоту своих разрядов, иногда вплоть до прекращения активности (2 и 3 типы, 44,6%). Некоторые нейроны после введения глюкозы наоборот увеличивали частоту разрядов (6,7%). Кроме того, в передних отделах коры головного мозга голодных животных мы обнаружили так называемые «молчащие» нейроны, т. е. нейроны, не имеющие исходной фоновой активности, которые, однако, активировались во время или после введения глюкозы (4,9%). Наконец, имеется также и большая труппа нейронов, которая в ответ на введение в кровь глюкозы не изменяла своей исходной фоновой активности (43,8%). Подобное распределение типов реакций нейронов на введение глюкозы является статистически достоверным (Р = 0,04). Рис. 1. Нейрон с исходной фоновой активностью из передних отделов коры мозга голодной кошки (уретановый наркоз). А — активность нейрона до введения глюкозы; Б — снижение активности через 20 секунд после введения глюкозы; В — прекращение активности через 30 сек. после введения глюкозы.