Кругликов Р.И. (ред.) Нейрохимические основы обучения и памяти

Подождите немного. Документ загружается.

Из анализа результатов исследования влияния ЦАЭ

на метаболизм нейронов необученных контрольных жи-

вотных и животных группы активного контроля следует,

что характер воздействия ЦАЭ зависит от времени его

действия (изменение знака метаболических сдвигов че-

рез 10 и 40 мин в пирамидах III слоя и величины сдвигов

в средних пирамидах V слоя); от функционального со-

стояния нейронов (противоположные изменения у конт-

рольных необученных крыс через 40 мин и у крыс с не-

сочетанными предъявлениями света и тока на протяже-

нии 20—30 мин (рис. 5, Б\ 4, £; 1, Б) и от типа нейронов

(пирамиды III и V слоя).Однако в совокупности все эти

факторы привели к однозначному изменению: повышению

содержания белка во всех исследованных классах ней-

ронов двигательной коры при предъявлении несочетан-

ных условного и безусловного стимулов на фоне ЦАЭ,

т. е. фон, на котором происходило ускоренное (под влия-

нием пептида) формирование условного рефлекса, харак-

теризовался повышенной метаболической активностью

нейронов, проявлявшейся в увеличенном содержании

белка.

Разная степень увеличения сухого веса пирамид III

и V слоя при выработке УРДИ в норме и с применением

ЦАЭ отражает, вероятно, разную степень участия этих

нейронов в ускорении формирования УРДИ. Так как

выработка УРДИ начиналась через 10 мин после введе-

ния ЦАЭ, под влиянием которого к этому моменту повы-

силась метаболическая активность пирамид III слоя,

этот фактор, вероятно, способствовал более быстрой «вра-

батываемости» нейронов в формирование временной

связи. Электрофизиологические данные свидетельствуют

о том, что формирование оборонительного условного реф-

лекса начиналось с изменений активности в верхних и

средних слоях коры, и лишь к завершению формирова-

ния временной связи наблюдалось изменение активности

нейронов глубоких слоев сенсомоторной коры [10]. Реак-

ция крупных пирамид V слоя на выработку УРДИ на

фоне ЦАЭ, возможно, также отражает повышенную их

активность, способствующую более быстрой выработке

рефлекса, но уже на стадии завершения ее консоли-

дации.

Завершая анализ приведенных результатов с учетом

влияния ЦАЭ на метаболизм нейронов двигательной

коры в начальной стадии выработки УРДИ и по завер-

шении формирования временной связи, можно объяснить

151

разный уровень метаболизма белка в разных популяциях

нейронов, сопровождающий выработку УРДИ на фоне

действия ЦАЭ, разными сдвигами метаболизма нейронов

«высоколабильных» и «низколабильных» по скорости их

врабатываемости в формирование временной связи [16J.

Возможно, изменение метаболизма у этих нейронов в за-

висимости от их лабильности может происходить как

в сторону снижения, так и в сторону повышения. В дан-

ном случае применение пептида, способствующего уско-

рению выработки УРДИ, позволило выявить участие

пирамид V слоя двигательной коры в формировании

оборонительного условного рефлекса, вернее, в его мета-

болическом обеспечении, что считалось ранее дискута-

бельным [12].

Анализ интегративных показателей белкового мета-

болизма отдельных классов нейронов у «интактных»

животных с выработанным условным рефлексом в соче-

тании с таковыми у животных групп активного и пас-

сивного контроля позволил определить, что: в процессы

выработки УРДИ вовлекаются все исследуемые классы

нейронов двигательной коры и гиппокампа; из всех

этих классов нейронов наиболее причастны к процессам

обучения нейроны поля СА-3 гиппокампа и пирамидные

нейроны V слоя двигательной коры.

Сопоставление результатов изменений сухой массы

исследуемых популяций нейронов при выработке пище-

вых условных рефлексов [12, 17, 20] и оборонительного

дало основание для заключения о зависимости топогра-

фии выявленных сдвигов от уровня специализации вре-

менной связи. Однако это заключение не может быть

окончательным, так как в данной ситуации не совсем

четко учитывали фактор времени: УРДИ вырабатывали

в течение одного опыта, длившегося в среднем 30 мин,

и оставалась вероятность, что в некоторых ансамблях

нейронов, медленно вовлекавшихся в процесс формиро-

вания условного рефлекса, не обнаружили сдвигов мета-

болизма белка. Использование ЦАЭ, ускорившего вы-

работку УРДИ, позволило получить ряд новых данных,

тщательный анализ которых позволил сделать выводы:

о разном влиянии пептида на метаболизм белка в разных

популяциях нейронов двигательной коры и гиппокампа;

о разном влиянии пептида на метаболизм одной и той же

популяции нейронов в зависимости от их функциональ-

ной активности; а также позволило: выявить временной

фактор в характере воздействия пептида на нейроны;

152

выявить метаболическую активность некоторых классов

нейронов, замаскированную при выработке УРДИ у

контрольных животных; показать регулирующее влия-

ние ЦАЭ на белковый метаболизм нейронов. Это влияние

выражается в различном, подчас диаметрально противо-

положном действии пептида на белковый метаболизм

нейронов головного мозга крыс в состоянии «покоя» и

при выработке условного рефлекса.

Таким образом, исследование влияния пептида на

выработку условного рефлекса выявило двустороннюю

связь между нейронами и пептидами: влияние пептида

на метаболизм нейронов, с одной стороны, и влияние

функционального состояния нейронов на возможную

(вероятную) степень влияния пептида на метаболизм и

функциональную активность нейрона — с другой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аскеров Ф. Б., Гасанов Г. Г., Мирзоев И. Г. Изменение содер-

жания и концентрации цитоплазматических и ядерных бел-

ков в нервных и глиальных клетках некоторых ядер гипота-

ламуса при различных сроках водной депривации // Цито-

логия. 1983. Т. 25, № 1. С. 59—63.

2. Блюм Ф. Е., Россье Дж., Браттенберг Л. Ф. и др. {5-эндор-

фин. Локализация в клетке, электрофизиологические и по-

веденческие эффекты // Эндорфины. М.: Мир, 1981. С. 97—

117.

3. Бродский В. Я- Трофика клетки. М.: Наука, 1966. 552 с.

4. Виноградова О. С. Гиппокамп и память. М.: Наука, 1975.

333 с.

5. Витвицкий В. Н. Биосинтез и фосфорилирование белков хро-

матина, цитоплазмы и клеточных мембран нейронов и гли-

альных клеток неокортекса в норме и при функциональных

воздействиях // Цитология, 1982. Т. 24, № 10. С. 1205—1214.

6. Герштейн Л. М. Нейрохимические корреляты корково-под-

корковых взаимоотношений при воздействии на мозг некото-

рых нейропептидов//Адаптивные и компенсаторные процессы

в головном мозге. М., 1986. Вып. 15. С. 131—134.

7. Герштейн Л. М., Сергутина А. В., Худоеркоз Р. М. Цито-

химическое исследование влияния синтетического аналога

энкефалинов на содержание белков и активность некоторых

ферментов в нейронах // Цитология. 1985. Т. 27, № 9.

С. 1059—1063.

8. Демин Н. Н. Нейрохимические подходы к изучению высшей

нервной деятельности // Проблемы высшей нервной деятель-

ности и нейрофизиологии. Л.: Наука, 1975. С. 176—186.

9. Йохансон О., Хёкфельт Т., ЭльдеР. П. и др. Иммуноцитохи-

мическое распределение энкефалиновых нейронов // Эндор-

фины. М.: Мир, 1981. С. 61—78.

10. Коган А. Б. Функциональная организация нейронных меха-

низмов мозга. Л.: Медицина, 1979. 224 с.

153

11. Костерлиц Г. В., Хьюс Д. Развитие концепций опиатных

рецепторов и их лигандов // Эндорфины. М.: Мир, 1981.

С. 43—55.

12. Кругликов Р. И. Нейрохимические механизмы обучения и

памяти. М.: Наука, 1981. 211 с.

13. Кругликов Р. И., Бикбулатова Л. С., Гецова В. М. и др.

Основные принципы исследования влияния нейропептидов

на процессы обучения и памяти // ЖВНД. 1986. Т. 36, вып. 6.

С. 1011—1020.

14. Кругликов Р. И., Чипенс Г. И., Гецова В. М. и др. О некото-

рых механизмах действия энкефалинов на процессы обуче-

ния и памяти // Биол. науки. 1984. № 12. С. 45—49.

15. Куелло А. К. Нейроны, содержащие энкефалин и вещество Р

в тройничной и экстрапирамидных системах // Эндорфины.

М.: Мир, 1981. С. 118—130.

16. Ливанов М. Н. Нейронные механизмы памяти // Успехи фи-

зиол. наук. 1975. Т. 6, № 3. С. 66—89.

17. Мац В. Н., Сегал О. Л., Кругликов Р. И. Изменение сухой

массы нейронов двигательной коры крыс при выработке оби

щедвигательного пищевого условного рефлекса в норме

на фоне действия ипразида // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1987

№ 3. С. 430—436.

18. Поляков Г. И. О принципах нейронной организации мозга.

М.: Изд-во МГУ, 1965. 166 с.

19. Сегал О. Л., Мац В. Н. Содержание белка в нейронах гип-

покампа при выработке локальных двигательно-пищевых

условных рефлексов // Биол. науки. 1987. № 7. С. 82—87.

20. Сегал О. Л., Мац В. Н., Кругликов Р. И. Изменение содер-

жания белка в нейронах гиппокампа при выработке обще-

двигательного пищевого условного рефлекса на фоне нор-

мального и избыточного содержания серотонина в головном

мозге крыс // Там же. 1987. № 4. С. 55—60.

21. Худоерков Р. М. Изменение обмена белков в отдельных

структурах мозга крыс при воздействии тетрапептидамидом

(цитологическое исследование) // Нейрохимия. 1986а. Т. 5,

№ 1. С. 53—56.

22. Худоерков Р. М. Авторадиографическое исследование син-

теза белка в нейронах корковых и подкорковых образований

мозга крыс при отсроченном действии тетрапептидамида //

Адаптивные и компенсаторные процессы в головном мозге.

М., 19866. Вып. 15. С. 160—161.

23. Чазов В. И., Смирнов В. Н., Титов М. И. и др. Проблемы

синтеза и изучения нейрогормонов // Вестн. АМН СССР.

1980. Т. 7. С. 50—54.

24. Advis I. P., Krause J. Е. Physiological relevance of peptidases

acting on neuropeptides // Curr. Meth. Cell. Neurobiol. 1984.

Vol. 2, N 1. P. 137—184.

25. Calza L., Giardino L., Battistini N. et al. An autoradiographic

study of the limbic system of the rat: I. Receptors in hippo-

campus and amigdaloid complex// Neurosci. Lett. Suppl. 1986.

Vol. 69, N 26. P. 543.

26. Dunn A. J., Rees H. D., Iuvone P. M. et al. Neurochemical

effects of behaviorally active peptides ACTH and vasopressin //

Neural plasticity and memory formation/Ed. C. A. Marsan,

H. Matthies. N. Y.: Raven press, 1982. P. 113—122.

27. Evarts E. V. Relation of discharge frequency to conduction ve-

154

locity in pyramidal tract neurons // J. Neurophysiol. 1965.

Vol. 28, N 2. P. 216—228.

28. McGinty J. F., Henriksen S. J., Goldstein A. et al. Dynorphin

is contained within hippocampal mossy fibers: Immunochemi-

cal alterations after kainic acid administration and colchicin-

induced neurotoxity // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. Biol. Sci.

1983. Vol. 80, N 2. P. 589—593.

29. HydenH., LangeP. W. Protein synthesis in hippocampal nerve

cells during re-reversal of handedness // Brain Res. 1972.

Vol. 45, N 1. P. 314—317.

30. Izquierdo /., Vendite D. A., Souza D. 0. et al. Some neuroche-

mical effects of behavioural training and their relevance to lear-

ning and memory modulation // Neural transmission, learning

and memory/Ed. R. Capputo, C. A. Marsan. N. Y.: Raven

press, 1983. P. 221—235.

31. Jakoubek В., Buresova M., Hajek I. et al. Effect of ACTH on

the synthesis of rapidly labelled RNA in the nervous system

of mice // Brain Res. 1972. Vol. 43. P. 417—428.

32. Reading H. W., Deward A. J. Effects of ACTH

on cerebral

RNA and protein metabolism in the rat // Proc. Ill Intern.

Meet. Intern. Soc. Neurochem. Budapest: Acad. Kiado, 1971.

P. 199.

33. Reith M. E. A., Schotman P., Gispen W. H. The neurotropic

action of ACTH effects of ACTH-like peptides on the incorpo-

ration of leucine into protein of brain stem slices from hypop-

hysectomized rats // Neurosci. Lett. 1975. Vol. 1. P. 55—59.

34. Rigter //., Jensen R. A., Martinez J. L. et al. Encephalin and

fear motivated behavior // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1980.

Vol. 77. P. 3729—3732.

35. Schotman P., Gispen W. H., Jansez H. S., de Wied D. Effect

of ACTH analogues on macromolecule metabolism in the brain-

stem of hypophysectomized rats// Brain Res. 1972. Vol. 46.

P. 349—362.

36. Schotman P., van Heuven-Nolsen D., Gispen W. H. Protein syn-

thesis in a cell-free system from rat brain sensitive to ACTH-

like peptides// J. Neurochem. 1980. Vol. 34. P. 1661 — 1670.

37. De Wied D. The neuropeptide concept // Progr. Brain Res.

1987. Vol. 72. P. 93—108.

38. Wiesner J. В., Henriksen S. J., Bloom F. E. Opioid enhance-

ment of perforant path transmission: effect of an enkephalin

analog on inhibition and facilitation in the dentate gyrus //

Brain Res. 1986. Vol. 399, N 2. P. 404—408.

RESUME

In the collection, prepared by the collaborators of the conditioned

elfex neurochemical laboratory of the Institute of Higher Nervous

Activity and Neurophysiology, USSR Academy of Sciences, dif-

ferent aspects are considered of one of the central problems of mo-

dern neurobiology—neurochemical bases of learning and memory.

The authors consider the role and mechanisms of neurotransmit-

ters and neuropeptides in the processes of learning and memory

using their own and literary data. The physiological role is revealed

of autoadrenoreceptors, regulating noradrenaline secretion and

providing synaptical transmission efficiency. Participation is

shown of the brain noradrenergic system in the regulation of che-

moreactive properties of the cerebral neurons, which may play

significant role in formation and conservation of temporary con-

nections. The materials are given on the acetylcholine participation

in the process of elaboration of conditioned reactions at neuronal

level. The role of monoaminergic system and protein metabolism

in the mechanisms of neuropeptide action on the processes of lear-

ning and memory is of special consideration.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

А. С. Базян

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ АУТОАДРЕНОРЕЦЕП-

ТОРОВ 8

О. X. Коштоянц, М. Ю. Антипина

НОРАДРЕНЕРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОЗГА И ЕЕ

РОЛЬ В РЕГУЛЯЦИИ ХЕМОРЕАКТИВНЫХ

СВОЙСТВ МЕМБРАН ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ 25

Ю. С. Медникова

РОЛЬ АЦЕТИЛХОЛИНА В РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИО-

НАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НЕЙРОНОВ МОТОРНОЙ КОРЫ 47

И. В. Кудряшова

ВАЗОПРЕССИНЕРГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА: ЭВОЛЮЦИ-

ОННЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ ЦЕНТРАЛЬНЫХ

ФУНКЦИЙ 68

И. Е. Кудряшов, Е. М. Иванова

НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ И ОТДАЛЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ

ДЕЙСТВИЯ ДГ-АВП НА ПЕРЕЖИВАЮЩИЕ СРЕЗЫ

ГИППОКАМПА 86

Н. В. Орлова

УЧАСТИЕ КАТЕХОЛАМИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

ГОЛОВНОГО МОЗГА В МЕХАНИЗМАХ ДЕЙСТВИЯ

НЕЙРОПЕПТИДОВ НА ПРОЦЕССЫ ОБУЧЕНИЯ И

ПАМЯТИ 99

В. М. Гецова

РОЛЬ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГОЛОВ-

НОГО МОЗГА В МЕХАНИЗМАХ ВЛИЯНИЯ НЕЙРО-

ПЕПТИДОВ НА ПРОЦЕССЫ ОБУЧЕНИЯ И ПАМЯТИ 116

В. Н. Мац, О. Л. Сегал

ТОПОГРАФИЯ ИЗМЕНЕНИЙ БЕЛКОВОГО МЕТАБО-

ЛИЗМА НЕЙРОНОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ КОРЫ И ГИП-

ПОКАМПА КРЫС ПРИ ВЫРАБОТКЕ УСЛОВНОГО

РЕФЛЕКСА В НОРМЕ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ

ЦИКЛИЧЕСКОГО АНАЛОГА ЭНКЕФАЛИНОВ .... 135

RESUME 156

Научное издание

НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ

ОБУЧЕНИЯ

И ПАМЯТИ

Утверждено к печати

Институтом высшей нервной деятельности

и нейрофизиологии

Академии наук СССР

Редактор издательства И. С. Левитина

Художник К. Земскова

Художественный редактор Н. Н. Власик

Технический редактор Е. Ф. Альберт

Корректоры Н. Г. Васильева, Н. П. Гаврикова

ИБ № 39557

Сдано в набор 06.1 0.88

Подписано к печати 15.12.88

Т-23313. Формат 84Xl08Vj

Бумага книжно-журнальная

Гарнитура литературная

Печать высокая

Усл. печ. л. 8,4. Усл. кр. отт. 8,7. Уч.-изд. л. 9,5

Тираж 1950 экз. Тип. зак. Кя 12

Цена 1 р. 90 к.

Ордена Трудового Красного Знамени

издательство «Наука»

1 17864, ГСП-7, Москва, В-485,

Профсоюзная ул., 90

Набрано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография

Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР

по делам издательств, полиграфин и книжной торговли.

3054, Москва, Валовая, 28.

Отпечатано во 2-й типографии издательства «Наука»

1 2 1099. Москва, Г-99, Шубинский пер., Заказ 2730

В Издательстве «Наука»

ГОТОВЯТСЯ К ПЕЧАТИ

Котляр Б. И.

НЕЙРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ-

15 л.

Главное внимание в книге уделено результатам

экспериментального изучения функциональной и

структурной изменчивости нервных клеток головного

мозга в процессах обучения и привыкания. Показаны

особенности индивидуальной адаптации организма

на разных уровнях функционирования головного

мозга в процессе обучения.

Для биологов, нейрофизиологов, психологов и ме-

диков.

ПОСЛЕДСТВИЯ ВНУТРИУТРОБНОЙ

АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

ДЛЯ ФУНКЦИИ МОЗГА—12 л.

В книге представлены экспериментальные данные

о состоянии условнорефлекторной деятельности,

процессов сна — бодрствования, обмена веществ в

мозге и структурных изменениях в центральной

нервной системе алкоголизированного потомства

животных в различные периоды развития. Резуль-

таты исследований свидетельствуют о повышении

у таких животных фактора риска к возникновению

невротических расстройств. Предлагаются возмож-

ные фармакологические лечебно-профилактические

мероприятия, направленные на компенсацию обна-

руженных изменений.

Для физиологов, клиницистов, психологов.

Книги можно предварительно заказать в магазинах «Академкнига». Для

получения книг почтой заказы просим направлять по одному из перечис-

ленных адресов:

117192 Москва, Мичуринский про-

спект, 12, магазин «Книга-

почтой» Центральной конто-

ры «Академкнига»;

197345 Ленинград, Петрозаводская

ул., 7, магазин «Книга —

почтой» Северо-Западной

конторы «Академкнига»;

252030 Киев, ул. Пирогова, 4, ма-

газин «Книга — почтой» Ук-

раинской конторы «Академ-

книга» или в ближайший

магазин «Академкнига».