-равнина -2 месяца высокогорной адаптации -3 дня высокогорной адаптации,
1-кора/гипоталамус, 2-кора/ствол мозга, 3-кора/гиппокамп, 4-гипоталамус/ствол, 5-гипоталамус/гипп., 6-гиппокамп/ствол.

3) установить особенности взаимодействия между норадренергической и серотонинергической системами мозга, что проявлялось в изменении картины межструктурных отношений концентраций серотонина (СТ) и норадреналина (НА) в опытах с введением малых доз предшественника синтеза СТ;
4) обнаружить большую адаптируемость серотонинергической системы мозга по сравнению с норадренергической системой к условиям высокогорья ( см.рис.).

1. Bobkova N.V., Gurevich E.V., Kolupaeva T. (1995) Inter-structural ratios of neurotransmitters and their receptors in the brain as indices of systemic organization in normal and pathological brain. In: Neuromediators and brain dysfunction Meeting of the International Society for Neurochemistry, Tokyo, Japan, p.32.
2. Bobkova N.V., Fast A.E.. (1996) Effect of highland hypoxia on the structural- functional organizations of noradrenergic, dopaminergic and serotoninergic systems in the rat brain. 14th International Congress of Biometeorology, Ljubljana, Slovenia, p.27.
3. Bobkova N.V., Gurevich E.V., Kolupaeva S.I. Reflection of the systemic organization of the brain in interstructural ratios of neurotransmitter or receptor concentrations. Brain Res. ( in press).

СОЗДАНИЕ ЖИВОТНОЙ МОДЕЛИ СПЕЦИФИЧЕСКОГО НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ, СХОДНОГО С БОЛЕЗНЬЮ АЛЬЦГЕЙМЕРА У ЧЕЛОВЕКА

     Под влиянием стереотаксического микрохирургического вмешательства в мозге мышей развивается специфический нейродегенеративный процесс, сопровождающийся массовой гибелью нейронов в височной коре, гиппокампе и ядре шва, где расположены серотонин-синтезирующие нейроны. В коре выявляются бляшкоподобные образования, окрашиваемые тиофлавином S (рис.1) и взаимодействующие с моноклональными антителами к бета-амилоиду, которые часто расположены вблизи мозговых капилляров (рис.2). В гомогенатах коры мозга и гиппокампа электрофоретически и методом жидкостной хроматографии высокого давления обнаружена нерастворимая в SDS белковая фракция с молекулярным весом 4 kD, отсутствующая у контрольной группы животных. В коре мозга часто встречаются нейроны с утолщенными и скрученными нейрофибриллами. Характерной особенностью поведения экспериментальных животных является резкое ухудшение пространственной памяти. Все перечисленные особенности являются характерными диагностическими признаками болезни Альцгеймера у человека, что позволяет сделать вывод о соответствии созданной животной модели спорадическим случаям данного заболевания у человека.

Рис.1. Бляшкоподобное образование в коре мозга ( окраска тиофлавином S)	Рис.2. Иммуногистохимическое выявление бета-амилоида в коре (реакция с моноклональными антителами к бета-амилоиду)

Bobkova N.V., Nesterova I.V., Kuvichkin V.V., Kashparov I.N., Gurevich E.V. Model of neurodegenerative process in mouse brain alike Alzhimer's disease in man (in press).

МОДЕЛИРОВАНИЕ АЖИТИРОВАННОЙ ДЕПРЕССИИ ЧЕЛОВЕКА У МЫШЕЙ И ЕЕ НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ


     Установлено, что после удаления обонятельных луковиц у мышей развивается психо-эмоциональное состояние, которое по своим поведенческим и биохимическим проявлениям сходно с ажитированной депрессией человека: резко возрастает двигательная активность и усиливается ориентировочная реакция, ухудшается память и способность к различным видам обучения [1,2] , усиливается пристрастие животных к алкоголю [4]. Хронический прием антидепрессантов нормализует поведение животных [2,4]. Центральным нейрохимическим механизмом развития данного патологического состояния является нарушение в деятельности серотонинергической системы мозга, проявляющееся в деструкции серотонин - синтезирующих структур, снижении уровня медиатора и в адаптационном возрастании плотности серотониновых рецепторов второго типа в коре мозга. Антидепрессант тразодон , вызывающий блокаду обратного захвата серотонина и увеличение его содержания , проявил лучший лечебный эффект на поведенческом, биохимическом и гистологическом уровнях [1,3,5]. В ходе исследований выявлена линия мышей , устойчивая к развитию депрессивно-подобного состояния и проявляющая аномальные реакции на введение антидепрессантов, что свидетельствует о наличии генетической детерминированности в отношении факторов риска развития эндогенной ажитированной депрессии [2, 4].

Положительный эффект тразодона на активность серотонинергической системы мозга у мышей линии С57Bl/6j и его отсутствие у резистентной линии DBA/2j на фоне удаления обонятельных луковиц.
а) плотность серотониновых 5-НТ2 рецепторов; б) уровень серотонина
1-ложнооперированные животные; 2-мыши с удалением обонятельных луковиц (УОЛ)
Применение антидепрессантов: 3-УОЛ+ амитриптилин; 4- УОЛ+ тразодон 5- УОЛ + имипрамин

1. Гуревич Е.В., Бобкова Н.В., Катков Ю.А., Отмахова Н.А., Нестерова И.В. (1992) Поведенческие и биохимические последствия удаления обонятельных луковиц у мышей C57Bl/6j. Журн.ВНД, 40, 778-787.
2. Otmakhova N.A., Gurevich E.V., Katkov Y.A., Nesterova I.V., Bobkova N.V. (1992) Dissociation of multiple behavioral effects of olfactory bulbectomy between C57Bl/6j and DBA/2j mice. Physiol. Behav., 52, 441-448.
3. Gurevich E.V., Aleksandrova I.Y., Otmakhova N.A., Katkov Y.A., Nesterova I.V., Bobkova N.V. (1993) Effect of bulbectomy and subsequent antidepressant treatment on brain 5-HT2 and 5-HT1 receptors in mice. Pharmacol. Biochem. Behav., 45, 65-70.
4. Katkov Y.A., Otmakhova N.A., Gurevich E.V., Nesterova I.V., Bobkova N.V. (1994) Antidepressants suppress bulbectomy-induced augmentation of voluntary alcohol consumption in C57Bl/6j but not in DBA/2j mice. Physiol. and Behav., 56, 501-509.
5. Nesterova I.V., Gurevich E.V., Nesterova V.I., Otmakhova N.A., and Bobkova N.V. (1997) Bulbectomy-induced loss of raphe neurons is counteracted by antidepressant treatment. Prog. Neuro-Psychopharmacol. a Biol. Psychiat., 21, 127-140.

НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОБУЧЕНИЯ КАК ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНУТРИКОРКОВЫХ СИНАПСОВ МОНОАМИНЕРГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ МОЗГА

     Разнообразные циклы собственных теоретических и экспериментальных работ показали, что моноаминергические системы, насыщая кору соответствующим моноамином, несущим информацию о полезности или вредности для животного выполненной им поведенческой реакции, изменяют эффективность внутрикорковых синапсов в зависимости от степени их активации в интервале времени между условным стимулом и условной реакцией. Сравнение результатов опытов по введению моноаминов во внутрикорковое пространство с математической моделью длительного действия подкрепления на электрическую активность коры выявило, что серотонинергическая система опосредует положительное подкрепление, а норадренергическая - отрицательное. Регистрация активности пре- и постсинаптических нейронов при введении серотонина во внеклеточную среду показала, что этот моноамин увеличивает эффективность предварительно активированных синапсов и уменьшает ее у неактивированных. Работа являет собой новый этап в развитии синаптической теории обучения и памяти.

1. Zhadin M.N. (1991) Biophysical mechanisms of the EEG formation. In: Mathematical Approaches to Brain Functioning Diagnostics. Manchester Univ. Press, pp. 13-29.
2. Жадин М.Н. (1993) О возможном механизме действия биогенных аминов на активность корковых нейронов. Биофизика, 38, 356-361.
3. Жадин М.Н., Карпук Н.Н. (1996) Влияние серотонина на кросскорреляцию в активности нейронов переживающих срезов коры. Журн. высш. нервн. деят., 4б, 547-551.

ТЕОРИЯ РИТМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА

     Разработана общая биофизическая теория формирования ритмических процессов в электрической активности коры головного мозга, опирающаяся на основные принципы строения коры и действия подкорковых структур на кору- Анализ выведенного интегрального уравнения, описывающего электрическую активность коры в различных условиях, впервые позволил понять единый механизм широкого разнообразия электрофизиологических явлений основных форм электроэнцефалографических реакций (реакции активации у животных, реакция депрессии альфа ритма у человека, изменений при переходах от сна к бодрствованию и наоборот, реакции усвоения ритма сенсорной стимуляции, формы вторичного вызванного ответа коры, определенной зависимости формы клеточной реакции от уровня активации коры и др.), а также онтогенетических и филогенетических различий в ЭЭГ. Особое внимание уделено анализу механизма активирующего действия ретикулярной формация на кору. Теория нашла надежное подтверждение в разнообразных экспериментах

Здесь V(t) - ЭЭГ, W(t) - средние изменения мембранного потенциала возбудительных нейронов под влиянием импульсации, приходящей по корковым афферентам, Е(t)- ВПСП, I(t) -ТПСП, N - общее число соответствующих нейронов и a - средняя эффективность соответствующих синапсов в коре, p - средняя вероятность прямой связи между соответствующими нейронами; b - возрастает с ростом среднего уровня активации соответствующих нейронов. Индексы Е и I относятся к возбудительным и тормозным нейронам, соответственно.

1. Zhadin M.N. (1991) Biophysical mechanisms of the EEG formation. In: Mathematical Approaches to Brain Functioning Diagnostics. Manchester Univ. Press, pp. 13-29.
2. Жадин М.Н. Формирование ритмических процессов в биоэлектрической активности коры головного мозга // Биофизика. 1994. Т. 39. С. 129-147.
3. Zhadin M.N. (1996) Rhythmicyty in the EEG and global stabilization of the average level of excitation in the cerebral cortex. Behavioral and Brain Sciences, 19, 309-310.

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МОЗГА ВЫЗЫВАЮТ ХАРАКТЕРНЫЕ ЭЭГ ИЗМЕНЕНИЯ

     Среди явлений, наблюдающихся в головном мозге, особый интерес представляет его суммарная электрическая активность - электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Это определяется как вовлечением в формирование ЭЭГ постсинаптических потенциалов, т. е. биофизических процессов, так и отражением в ЭЭГ различных функциональных состояний целого организма. Естественным представляется предположение, что через рецепторный аппарат клеток может быть оказано модулирующее влияние на ЭЭГ, в частности, на выраженность ее различных ритмических составляющих, т.е., на частотный спектр. Это предположение было подтверждено в условиях фармакологического воздействия на основные нейрохимические системы мозга -рецепторы для ГАМК, серотонина, катехоламинов, глютамата и опиатов [1-3]. Дальнейшее развитие подобных исследований расширит представление о механизмах генерации ЭЭГ и действия фармакологических препаратов на головной мозг. С другой стороны это позволит создать систематизированную базу данных по специфическому отражению в ЭЭГ активности различных нейрохимических систем мозга. Последнее может существенно ускорить скрининг новых препаратов психотропного ряда и анализ механизмов их действия.

1. Vorobyov V.V., Galchenko A.A. and Deryugina O.N. (1991) Electrical activity of the visual cortex under conditions of change in the levels of monoamines in the brain of animals. Neuroscience & Behavioral Physiology, 21, 29-34.
2. Yarkov A.V., Vorobyov V.V., Galchenko A.A., Kovalev G.I. (1991) Electrical activity of the hyppocampus of rats with the central administration of GABA agonists and antagonist. Neuroscience & Behavioral Physiology, 21, 81-88.
3. Воробьев В.В., АхметоваЕ.Р., Ковалев Г.И. Участие рецепторов N- метил-D-аспартатав модификациичастотного составаЭЭГкрыс. Экспериментальная и клиническая фармакология (в печати).

УСИЛЕНИЕ ЭЭГ АСИММЕТРИИ МОЗГА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ НЕТЕПЛОВОГО СВЧ ПОЛЯ

     Известно, что как высокочастотное электромагнитное излучение, так и магнитные поля оказывают действие на биологические объекты различного уровня организации: от внутриклеточных структур до целого организма. Изучение реакций нервной системы на подобные воздействия и особенно анализ изменений в электрической активности головного мозга - электроэнцефалограмме (ЭЭГ), позволяет приблизиться к пониманию центральных механизмов выявленных эффектов. В экспериментах на крысах показано кратковременное усиление ЭЭГ асимметрии мозга в условиях применения нетепловой интенсивности СВЧ излучения, модулированного частотой 4 Гц [1], что по существующим представлениям может отражать изменения в аналитико-эмоциональной сфере. В другой серии опытов на крысах было выявлено снижение ЭЭГ эффектов морфина при действии слабого комбинированного магнитного поля [2], что указывает на изменение нейрохимического статуса головного мозга в этих условиях.

1. Vorobyov V.V., Galchenko A.A., Kukushkin N.I., Akoev I.G. (1997) Effects of weak microwave fields amplitude modulated at ELF on EEG of symmetric brain areas in rats. Bioelectromagnetics, 18, 293-299.
2. Vorobyov V.V., Sosunov A.A., Kukushkin N.I., Lednev V.V. Weak combined magnetic field affects basic and morphine-induced rat's EEG. Brain Research (in press).

ТЕОРИЯ ДЕЙСТВИЯ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА БИОМОЛЕКУЛЫ

     Анализ выведенных дифференциальных уравнений движения заряженных частиц под действием слабых магнитных полей показал, что в глубинных участках некоторых макромолекул эти поля в определенных условиях могут вызывать многократное увеличение числа резонансных частот ионных колебаний особенно при комбинированном действии постоянного и переменного полей и на сравнительно короткое время могут резко изменять энергию теплового движения ионов, в результате чего последующие перестройки в резонансных отношениях этого иона с окружающими его другими частицами макромолекулы в процессе установления нового термодинамического равновесия оказываются способными изменять конформационное состояние макромолекулы, например кальцийсвязывающего белка, обеспечивая первичное детектирование этих полей. Теория впервые решила энергетическую проблему при первичном детектировании слабых низкочастотных н постоянных магнитных полей биологической системой.

Жадин М.Н. (1996) Действие магнитных полей на движение иона в макромолекуле: Теоретический анализ. Биофизика, 41, 832-850.