Məlumat

Baş hərəkəti nəticəsində yaranan neyron atəş artefaktları varmı?

Baş hərəkəti nəticəsində yaranan neyron atəş artefaktları varmı?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən istehlakçı dərəcəli ElectroEncephaloGram (EEG) sensoru ilə sınaqdan keçirirəm və cihazdan istifadə edərək aşağıdakı şəkli yaratmışam. Cihazdakı sensor bir vantuzdan istifadə etmədiyindən, baş bandı ilə əlaqə zəif olduqda (hərəkət zamanı) çoxlu hərəkət artefaktları olur.

Bu məni düşündürdü - neyronların kütləsi var və buna görə də ətalət var və onlar bir-birinə yapışmırlar. Şəxs başını hərəkət etdirdikdə (əslində fırlandıqda) neyronlara/aksonlara ətalət qüvvələri tətbiq olunur. Mənə maraqlıdır ki, bu cür hərəkət beyində hər hansı bir atəş artefaktı yaradır, yoxsa beyin bu atəşi necə süzür?

Bu mənə bu məqaləni xatırlatdı: (5-HT və motor nəzarəti: hipotez). Bəzi neyronların hərəkətə cavab olaraq atəşi dayandırması ola bilərmi?


Şübhəsiz ki, baş yönümlü hüceyrələr var (məsələn, hipokampusda). Lakin neyronlar başını çevirməkdən yaranan yüngül fiziki stresslərə qarşı kifayət qədər immunitetlidirlər; hesablama başlığının oriyentasiyası məsələn, daxilolmaların kompleks təhlilini tələb edir. görmə sistemi (optik axın) və vestibulyar sistem.

Bununla belə, əzələlərin elektrik fəaliyyəti (yaxınlıqdakı) neyronların fəaliyyətini bataqlığa sürükləyir, buna görə də diqqətlə süzülməsə, EEG-də əzələ ilə əlaqəli müxtəlif artefaktlar tez-tez görünür. Və təbii ki, təmas zəifdirsə, bundan artefaktlar əldə edəcəksiniz: siz sadəcə sensor və dərinizə qarşı müqavimət dəyişkənliyini ölçürsünüz, nəticədə dərinizdə hansı zəif potensial dəyişikliklərin göründüyü ilə bağlı maraqlı heç nə yoxdur. neyron fəaliyyəti.


Baş hərəkəti nəticəsində yaranan neyron atəş artefaktları varmı? - Biologiya

Yük deyilən bir obyekti hərəkət etdirmək üçün skelet əzələsinin əzələ liflərindəki sarkomerlər qısalmalıdır. Əzələnin büzülməsi (və ya sarkomerlərin qısalması) nəticəsində yaranan qüvvə deyilir əzələ gərginliyi. Bununla belə, əzələ gərginliyi də əzələ hərəkət etməyən bir yükə qarşı daraldıqda yaranır və nəticədə iki əsas növ skelet əzələsi daralması yaranır: izotonik daralmalar və izometrik daralmalar.

In izotonik daralmalar, əzələdə gərginliyin sabit qaldığı yerdə, əzələ uzunluğu dəyişdikcə (qısaldıqda) bir yük daşınır. İki növ izotonik daralma var: konsentrik və eksantrik. A konsentrik daralma yükü hərəkət etdirmək üçün əzələlərin qısaldılmasını nəzərdə tutur. Buna misal olaraq əl çəkisi artan əzələ gərginliyi ilə yuxarı qaldırıldıqda biceps brachii əzələsinin daralmasıdır. Biceps brachii büzüldükcə, dirsək oynağının bucağı qolun bədənə tərəf gətirildiyi üçün azalır. Burada biceps brachii əzələ liflərindəki sarkomerlər qısaldıqca büzülür və çarpaz körpülər miyozin başlarını əmələ gətirir və aktini çəkir. An ekssentrik daralma əzələ gərginliyi azaldıqca və əzələ uzandıqca meydana gəlir. Bu vəziyyətdə, sinir sisteminin stimullaşdırılması ilə aktivləşdirilən çarpaz körpülərin miqdarı azaldığından, əl çəkisi yavaş və nəzarətli şəkildə endirilir. Bu vəziyyətdə, biceps brachii-dən gərginlik azad edildikdə, dirsək birləşməsinin bucağı artır. Eksantrik sancılar bədənin hərəkəti və tarazlığı üçün də istifadə olunur.

An izometrik daralma əzələ skelet oynağının bucağını dəyişmədən gərginlik əmələ gətirdiyi üçün baş verir. İzometrik daralmalar sarkomerin qısaldılmasını və əzələ gərginliyini artırır, lakin yükü hərəkət etdirmir, çünki yaranan qüvvə yükün verdiyi müqaviməti aşa bilməz. Məsələn, çox ağır olan bir əl çəkisini qaldırmağa cəhd etsəniz, sarkomerin aktivləşməsi və bir nöqtəyə qədər qısalması və daim artan əzələ gərginliyi olacaq, lakin dirsək ekleminin bucağında dəyişiklik olmayacaq. Gündəlik həyatda izometrik sancılar duruşun qorunmasında və sümük və oynaqların sabitliyinin qorunmasında aktivdir. Ancaq başınızı dik vəziyyətdə tutmaq əzələlərin başı hərəkət etdirə bilmədiyi üçün deyil, məqsəd hərəkətsiz qalmaq və hərəkət yaratmamaq olduğu üçün baş verir. Bədənin əksər hərəkətləri geniş spektrli nəticələr əldə etmək üçün birlikdə işləyən izotonik və izometrik daralmaların birləşməsinin nəticəsidir (Şəkil 1).

Şəkil 1. Əzələ daralmalarının növləri. İzotonik daralmalar zamanı əzələ uzunluğu yükü hərəkət etdirmək üçün dəyişir. İzometrik daralmalar zamanı əzələ uzunluğu dəyişmir, çünki yük əzələnin yarada biləcəyi gərginliyi üstələyir.

Bütün bu əzələ fəaliyyətləri sinir sisteminin incə nəzarəti altındadır. Sinir nəzarəti konsentrik, eksantrik və izometrik daralmaları, əzələ liflərinin yığılmasını və əzələ tonusunu tənzimləyir. Skelet əzələlərinin sinir sisteminin idarə edilməsində mühüm aspekt motor bölmələrinin roludur.


Giriş

Xroniki yüksək tezlikli (>100 Hz) dərin beyin stimullaşdırılması (DBS) Parkinson xəstəliyi (PD) kimi hərəkət pozğunluqları üçün müəyyən edilmiş tibbi müalicədir və bir çox digər nevroloji və psixiatrik əlamətlərin müalicəsi üçün tədqiq edilir 1,2,3. Bununla belə, onilliklər ərzində klinik istifadəyə baxmayaraq, onun əsas terapevtik mexanizmi hələ də aydın deyil 1,2. Xüsusilə, terapevtik yüksək tezlikli stimullaşdırma (HFS) ilə induksiya edilən sinir salınım modulyasiyaları ilə bağlı məhdud məlumat var. HFS ilə əlaqəli möhkəm və hədəfə xas sinir imzaları aşkar edilə bilərsə, onlar həm DBS terapiyasının mexanizmini açmağa kömək edə, həm də fərdi PD xəstələri üçün stimullaşdırma parametrlərini tənzimləyə bilən adaptiv müalicələrin qurulmasına yol aça bilər.

DBS mexanizmləri üçün elektrofizioloji əsas axtaran tədqiqatlar bazal qanqliyalardan neyronların sıçrayışının və salınım fəaliyyətinin tədqiqinə yönəlmişdir. Erkən fərziyyələr yüksək tezlikli DBS-nin stimullaşdırılmış strukturdan neyron atəşini maneə törətməklə lezyonları təqlid etdiyini irəli sürdü 4,5,6,7,8. Digərləri təklif etdilər ki, DBS terapiyası stimullaşdırıcı müntəzəm (tonik) nümunəsi ilə patoloji partlama tipli atəşi ləğv edir və bununla da parkinson simptomlarını yaxşılaşdırır 9,10,11. Bu təsir yalnız stimullaşdırılan strukturda deyil, həm də bazal qanqliya-talamo-kortikal dövrəyə 10,12 aşağıya doğru hərəkət edir və patoloji atəş və salınımların 13 relesinin qarşısını alan "informasiya lezyonu" yaradır. Bununla belə, digər tədqiqatlar göstərir ki, DBS, bazal qanqliyaların sıçrayış fəaliyyətini nizamlayaraq, məlumatların işlənməsini gücləndirir və talamokortikal hüceyrələrin daxil olan sensorimotor məlumatlara reaksiyasını bərpa edir 14,15,16, bu, "lezyonlara" səbəb olmaq əvəzinə, DBS-nin təsir göstərə biləcəyini göstərir. "sağlam" vəziyyətə bənzər sinir fəaliyyətinin təşviqi ilə terapevtik təsir 17,18 .

Bazal qanqliyaların yerli sahə potensialları (LFP) qapalı dövrəli DBS üçün geribildirim metodu kimi faydalı olduqları üçün çoxdan maraq doğurmuşdur. Xüsusilə PD xəstələrində tez-tez hədəflənən strukturlardan biri olan subtalamik nüvədə (STN) 19,20 , həddindən artıq beta (12-30 Hz) band salınımları əlamətdar olaraq qəbul edilir 21,22 və DBS 12,23 ilə azaldığını göstərdi. ,24 və dopaminerjik dərmanlar 23,25,26. Bu yaxınlarda LFP-lərin genişzolaqlı yüksək tezlikli salınımları (200-450 Hz, HFO) və beta və HFO diapazonları 27,28,29,30 arasında çarpaz tezlikli birləşmə PD elektrofiziologiyasında mühüm markerlər kimi müəyyən edilmişdir. LFP zolaqlarının əczaçılıq modulyasiyaları (məsələn, beta-nın basdırılması və HFO zolaqlarının gücləndirilməsi) yaxşı sənədləşdirilmiş olsa da 29,30,31,32,33, DBS zamanı müşahidə edilən böyük stimul artefaktı bu biomarkerlərin sonrakı tədqiqinə mane oldu. , xüsusilə HFO diapazonunda, qapalı dövrəli neyromodulyasiya tətbiqləri üçün 34 . Nəticə etibarilə, stimullaşdırma zamanı bu salınımları qeyd etmək mümkün olmadığı üçün DBS mexanizmlərinin aşkar edilməsində LFP-lərin töhfəsi məhdud olmuşdur.

Bu motivasiyalarla biz DBS əməliyyatı keçirən PD xəstələrində STN-nin kəskin stimullaşdırılması zamanı LFP-ləri qeyd etmək üçün əməliyyatdaxili sistem yaratdıq. HFS-nin dərman müalicəsinin təsirinə bənzər STN-də salınan sinir fəaliyyətini modulyasiya etməklə terapevtik təsirini göstərdiyini fərz etdik. Bu fərziyyəni yoxlamaq üçün əməliyyat zamanı mikroelektrodlardan LFP-ləri qeyd etdik və həm STN-dən kənarda, həm də STN daxilində çoxsaylı aşağı və HFS paradiqmaları zamanı onların modulyasiyasını öyrəndik. Müşahidə etdik ki, yüksək tezlikli terapevtik DBS (>100 Hz) farmakoloji müalicə alan xəstələrdə və sağlam heyvanlardakı hesabatlara bənzər HFO aktivliyinə səbəb olur. Birlikdə, biz HFS ilə daha çox rezonans doğuran hər bir stimul impulsundan sonra oyanmış bir fəaliyyət qeyd etdik. Daha maraqlısı odur ki, induksiya edilmiş HFO-nun gücü stimullaşdırıcı impulsların evokasiya edilmiş dalğa formasının fazası ilə qarşılıqlı əlaqəsi ilə bağlı idi ki, bu da həm ölçülərin, həm də onların xüsusiyyətlərinin elektrosevtik terapiyanı optimallaşdırmaq üçün funksional olaraq istifadə edilə biləcəyini göstərir.


Materiallar və metodlar

Təcrübələr iki rezus meymunda aparılıb (Macaca mulatta R7160 və R370 müvafiq olaraq 5,2 və 6,9 kq). Tədqiqatlar uyğun olaraq aparıldı Laboratoriya Heyvanlarına Qulluq və İstifadə üçün Milli Sağlamlıq İnstitutları Bələdçisi (1996) və tədqiqatda laboratoriya heyvanlarının istifadəsi və onlara qulluq üçün Emori Universitetinin təlimatları ilə.

MPTP müalicəsi. Meymunlar daxili karotid arteriyadan (R7160-da sol tərəf, R370-də sağ tərəf) bir inyeksiya vasitəsilə MPTP ilə müalicə edildi. MPTP-nin ümumi miqdarı müvafiq olaraq 3,2 mq (0,6 mq/kq) və 4,1 mq (0,6 mq/kq) olmuşdur. Hər iki meymun kontralateral sərtlik və bradikineziya ilə xarakterizə olunan sabit parkinson vəziyyəti inkişaf etdirdi. Tremor heç bir meymunda istirahətdə və ya hərəkətdə olmayıb.

Cərrahi prosedur. R7160 meymunun sol beyin yarımkürəsinin, R370 meymunun isə sağ beyin yarımkürəsinin üzərində metal kamera bərkidilmişdi. Kamera aseptik olaraq izofluoranesteziya altında yerləşdirildi. Xroniki stimullaşdırıcı elektrod, əvvəllər mikroelektrod xəritələşdirilməsi ilə müəyyən edilmiş STN-ni hədəf alan bir qeyd kamerası vasitəsilə implantasiya edilmişdir (Şəkil 1). Xroniki stimullaşdırıcı elektrodun ucları meymunun kürəyinə dərialtı implantasiya edilmiş proqramlaşdırıla bilən impuls generatoruna (Itrel II, Medtronic Inc.) birləşdirilib. Stimullaşdırıcı qurğuşun insanlarda istifadə olunan xroniki stimullaşdırıcı elektrodun kiçildilmiş versiyası idi (Model 3387, Medtronic Inc.) və hər birinin diametri 0,76 mm, qalınlığı 0,50 olan dörd metal kontaktdan (100-150 MΩ empedans) ibarət idi. mm, və 0,50 mm kontaktlar arasında ayırma.

Meymun R7160-da 1.8 V-də 136 Hz və R370 meymununda 3.0 V-də qeydə alınan elektrod kontaktlarının və neyronların yeri və atəş sürətindəki dəyişikliklər. Stimullaşdırıcı elektrodun katodu R7160 meymunda STN-nin posteromedial hissəsində və R370 meymunda STN-nin arxa hissəsində, R7160 meymununkindən 1 mm kənarda yerləşirdi. Tərəzi çubuqları, 5 mm. OT, Optik trakt Ret, talamik retikulyar nüvəSN, substantia nigra STR, striatumTH, talamus.

Davranış qiymətləndirməsi. Kortəbii hərəkətin miqdarı, meymun pleksiglas qəfəsdə olarkən hərəkətin miqdarını (Bergman et al., 1990) qiymətləndirmək üçün kompüter dəstəkli davranış qiymətləndirməsi metodu ilə qiymətləndirilmişdir. Hər bir sessiya eksperimental vəziyyətə kor olan imtahançılar tərəfindən sonrakı reytinq üçün video çəkiliş edilmişdir. Video lentin qiymətləndirilməsi zamanı stimullaşdırma şərtlərinin sırası təsadüfiləşdirilmiş və iki qolçu (eksperimental vəziyyətə görə korlanmış) videodan bədənin sağ və sol tərəflərində qol və ayaq üçün 10 dəqiqə ərzində ümumi hərəkət vaxtını hesablamışdır. A post hocəzaların hərəkəti müddətindəki fərqin əhəmiyyətini müəyyən etmək üçün analizdən (Tukey'nin vicdanla əhəmiyyətli fərqi) istifadə edilmişdir. HFS-ə zidd olaraq əllə dirsək uzadılması ilə yaranan biceps brachii əzələlərinin əzələ tonusu elektromiyoqrafiya (EMG) istifadə edərək qiymətləndirildi. Klinik təsirin və mənfi təsirlərin qiymətləndirilməsindən sonra hər bir heyvanda bipolyar stimullaşdırma üçün stimullaşdırıcı elektrod kontaktlarının ən effektiv cütü seçilmişdir. Mənfi təsirlərin həddi, stimullaşdırmanın başlaması ilə heyvanın kapsul reaksiyasına baxışı ilə müəyyən edilmişdir. STN stimulyasiyasının spontan hərəkətə və əzələ tonusuna təsiri müxtəlif eksperimental şəraitdə müqayisə edilmişdir. Stimullaşdırma şərtləri R7160-da 210 μsan impuls eni, 20 və 136 Hz və 1.4, 2.4 və 3.0 V və R370-də 90 μsan nəbz eni, 2, 136 və 185 Hz və 2.0 və 3.5 V idi. Davranış qiymətləndirməsi üçün maksimal gərginlik hər meymunda 136 və ya 185 Hz-də kortikospinal daralma həddinin bir qədər aşağısına təyin edilmişdir.

Qeydiyyat proseduru və məlumatların toplanması. Neyronal aktivlik xarici globus pallidus (GPe) və GPi-dən hüceyrədənkənar olaraq qeydə alınıb. Şüşə ilə örtülmüş platin-iridium mikroelektrod (2 kHz-də 0,4-0,8 MΩ empedanslar) kameranın içərisinə bir şüşə ilə örtülmüşdür. xy koordinat mikrodrive (MO-95-lp, Narishige Scientific Instruments). Qeydiyyat penetrasiyaları orbitomeatal xəttə 70° bucaq altında rostraldan kaudala doğru hərəkət edən parasagittal müstəvilərdə aparılmışdır. GPi-dəki neyronlar, əzaların və orofasiyal strukturların passiv manipulyasiyalarına cavabları üçün araşdırıldı. Spontan neyron aktivliyi (heyvan başı sabit vəziyyətdə oturaraq) aşağıdakı şərtlərdə qeydə alınmışdır: prestimulyasiya, on-stimulyasiya və poststimulyasiya. Prestimulyasiya və poststimulyasiya dövrlərinin müddəti 15-25 saniyə, on-stimulyasiya dövrünün müddəti isə 136 Hz üçün 25-35 saniyə və 2 Hz stimullaşdırma üçün 100-110 saniyə müəyyən edilmişdir. Neyron fəaliyyətinin dəyişməsi R7160-da 2,4 V və R370-də 3,0 V, R7160-da 1,4 və 1,8 V ilə 136 Hz, R370-də isə 2,0 və 3,0 V ilə 2 Hz stimullaşdırmada qiymətləndirilmişdir. R7160-da 1,4 V və R370-də 2,0 V olan 136 Hz stimullaşdırma heç bir aydın təsir göstərmədi, lakin R7160-da 1,8 V və R370-də 3,0 V, heyvanların klinik müayinəsi əsasında sərtlik və bradikineziyada ardıcıl yaxşılaşma yaratdı. primat kreslosu. 5 dəqiqəlik uzadılmış 136 Hz, 3.0 V stimullaşdırmanın təsiri R370-də doqquz GP neyronunda tədqiq edilmişdir. Analoq neyron siqnal gücləndirildi, diapazon 300-10,000 Hz-də süzüldü, rəqəmsallaşdırıldı və oflayn analiz üçün 4096 nöqtəli şaquli ayırdetmə ilə 50 kHz-də nümunə götürüldü.

Məlumatların təhlili. Stimulyasiya zamanı sinir siqnallarının təhlili üçün proqram, off-line analiz üçün DOS-da işləyən C kompilyatorundan istifadə etməklə hazırlanmışdır (Hashimoto et al., 2002). Stimullaşdırıcı artefaktın şablonu bütün peristimulus seqmentləri üzrə orta hesabla qurulur. Stimulyasiya zamanı fərdi izlərdən stimul artefakt şablonu çıxarıldı və neyron sünbülləri aşkar edildi. Peristimul vaxt histoqramı (PSTH) quruldu və orta boşalma dərəcələri müəyyən edildi. Prestimulyasiya, on-stimulyasiya və poststimulyasiya dövrlərində orta tezliyin müqayisəsi üçün Tələbənin t test (iki quyruqlu səh < 0,05) istifadə edilmişdir. PSTH-də tək bir qutu orta prestimulyasiya atəş ehtimalından ± 3,3 SD-dən yüksək və ya aşağı olarsa, atəş ehtimalında əhəmiyyətli artım və ya azalma qəbul edildi (səh = 0,001) və ya olduqda səh Wilcoxon imzalı rütbə testi ilə ardıcıl iki-dörd qutunun dəyəri <0.01 idi.

Histoloji analiz. Tədqiqat başa çatdıqdan sonra meymunlar həddindən artıq dozada pentobarbital (100 mq/kq) ilə öldürülüb və beyinləri histoloji olaraq işlənib. Beyin R7160-da frontal müstəvidə və R370-də sagittal müstəvidə bölündü. GPe və GPi-də qeyd yerləri mikroelektrod və HFS elektrod yolları və elektrofizioloji işarələr boyunca gliozun müəyyən edilməsi ilə yenidən quruldu (DeLong, 1971). Stimullaşdırıcı qurğuşun R7160 meymununda orta xəttdən 6 mm, R370 meymununda isə orta xəttdən 7 mm məsafədə STN-də yerləşdirilmişdir (Şəkil 1). Hər iki meymunda tirozin hidroksilaz boyanması substantia nigra pars compacta-da dopaminerjik hüceyrələrin demək olar ki, tam itkisini aşkar etdi.


Yuxusuzluq və Yuxu

Yuxululuq zamanı ilk nəzərə çarpan dəyişiklik tez-tez əzələ və hərəkət artefaktlarının tədricən itirilməsi və göz qırpmalarının və sürətli yanal göz hərəkətlərinin azalmasıdır. Bunun əvəzinə frontal və yan frontal kanallarda 0,25 ilə 1,0 Hz arasında çox yavaş bir tezlik yaranır. Bunlar, yuxululuqda başlayan və sürətli olmayan göz hərəkətinin (NREM) daha dərin mərhələləri ilə tədricən itirilənə qədər yuxunun 1-ci mərhələsində davam edən yavaş yuvarlanan göz hərəkətləri və ya SEMS (yuxunun yavaş göz hərəkətləri) dir. Yuxululuq zamanı EEG fonda teta və deltanın daha yavaş, sinxron tezliklərini ehtiva edir (bax Şəkil 14).

Şəkil 14.

Normal bir yetkin EEG qeydindən yuxululuq nümunəsi. Görkəmli teta və delta aktivliyinə, göz hərəkətlərinin olmaması və ya qırpmalara, əzələ və ya hərəkət artefaktının olmamasına və F7-də ən yaxşı görülən yavaş yanal yuvarlanan göz hərəkətlərinin erkən təklifinə diqqət yetirin (daha çox. )

Yuxu mərhələlərinin müəyyənedici xüsusiyyətləri Cədvəl 1-də verilmişdir. NREM yuxusu yüngül NREM (mərhələ 1' indi N1' adlanır) və daha dərin yavaş dalğa yuxusu (SWS, əvvəllər mərhələ 3' kimi tanınır N3' kimi təsnif edilir. həmçinin REM yuxusu. Tipik olaraq, gecənin təxminən 75%-i NREM yuxusunda, 25%-ə qədəri isə REM yuxusunda keçir. Mərhələ 1 (N1) yuxu yuxululuqla bitişikdir və 30 saniyəlik dövrdə 50%-dən az alfa tezliyi aktivliyi ilə SEMS və 1 ilə 7 Hz arasında daha yavaş teta və delta EEG tezlikləri ilə xarakterizə olunur. O, vertex dalğalarının (V dalğaları) kəskin konturlu, fronto-mərkəzi üstünlük təşkil edən dalğaların görünüşü ilə asanlıqla qeyd olunur (Şəkil 15). Mərhələ 2 (N2) yuxu zamanı daha çox delta tezliyi fonu ortaya çıxmağa başlayır və yuxu millərinin, K-komplekslərinin və yuxunun posterior oksipital kəskin keçidlərinin (POSTS) müəyyənedici xüsusiyyətləri görünür (Şəkil 16, 17). Yuxu millərinin talamo-kortikal neyron şəbəkələrinin vasitəçilik etdiyi sinxron fəaliyyəti əks etdirdiyi düşünülür. SWS (N3) oxşar xüsusiyyətlərə malikdir, lakin daha az mil, K-kompleksləri və POSTS görünür və daha da çox delta tezliyi aktivliyi ortaya çıxır (Şəkil 18).

CƏDVƏL 1.

EEG-də yuxu mərhələlərinin xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsi

Şəkil 15.

Mərhələ 1 (N1) yuxu. Yavaş yuvarlanan göz hərəkəti artefaktları və EEG fonunda daha yavaş teta və bəzi delta tezlikləri ilə xarakterizə olunur. V dalğaları (V) də adətən baş verir. Müəllif hüququ 2013. Mayo Tibbi Təhsil və Tədqiqat Fondu. Bütün hüquqlar (daha çox.)

Şəkil 16.

Mərhələ 2 (N2) yuxu. EEG fonunda daha yavaş teta və bəzi delta (tərifə görə, delta diapazonunun yavaşlama fonunun 20%-dən az) tezlikləri. K-kompleksləri və yuxu milləri N2 arxitekturasının əlamətləridir. Müəllif hüququ 2013. Mayo Fondu (daha çox. )

Şəkil 17.

Yavaş dalğa yuxusu (N3) 20%-dən çox yüksək gərginlikli (qırığından təpəyə) delta tezlikləri və daha az K-kompleksləri və milləri ehtiva edir.Aşağıdakı rəqəm polisomnoqramma zamanı tam EEG qeydindən götürülüb, çünki N3 yuxusu adətən (daha çox) olur.

Şəkil 18.

REM yuxusu alfa tezlikləri, xarakterik mərkəzi dominant kəskin konturlu mişar dişi dalğaları və yan tərəfdə sürətli göz hərəkəti artefaktlarını ehtiva edə bilən daha tipik oyanan, sinxronizasiya edilmiş, qarışıq tezlikli fon ilə xarakterizə olunur (daha çox. )

REM yuxusu əvvəllər paradoksal yuxu kimi tanınırdı, çünki REM əslində NREM yuxusundan daha çox oyanan EEG-yə bənzəyir, desinxronlaşdırılmış, aşağı gərginlikli fona malikdir. Həmçinin mişar dişi dalğaları adlanan fronto-mərkəzi, kəskin konturlu teta tezlikləri, eləcə də lateral frontal yerlərdə görülən REM artefaktları var (Şəkil 18). Yuxunun düzgün təyini meyarları həmçinin çox aşağı gərginlikli çənə elektromioqrafiyasının (EMQ) xüsusiyyətlərini və elektrookuloqramma (EOG) kanalları ilə qeydə alınan göz hərəkətlərini tələb edir, lakin bu polisomnoqrafik kanallar ambulator EEG-lər zamanı müntəzəm olaraq qeydə alınmır.

Göstərilən hallar istisna olmaqla, bu nəşr Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Beynəlxalq İctimai Lisenziyası (BY-NC-SA: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/legalcode) əsasında lisenziyalaşdırılıb.

Orijinal əsərə düzgün istinad edilməklə, məzmunun təkrar istifadəsi və ya məqsədinin dəyişdirilməsi üçün redaktorlardan, müəlliflərdən və ya naşirdən icazə tələb olunmur. Bu işə daxil edilmiş rəqəmlər, cədvəllər və şəkillər də CC BY-NC-SA lisenziyası altında dərc olunur və təkrar istifadə edildikdə və ya başqa məqsədlər üçün istifadə edildikdə düzgün istinad edilməlidir.

Əsərin hər hansı təkrar istifadəsi və ya yenidən bölüşdürülməsi üçün siz həmçinin əsərin dərc olunduğu lisenziya şərtlərini də aydınlaşdırmalısınız. Siz başqalarının lisenziyanın icazə verdiyi hər hansı bir hərəkəti qanuni olaraq məhdudlaşdıran hüquqi və ya texnoloji tədbirləri tətbiq edə bilməzsiniz.


Materiallar və metodlar

Fənlər

Fizioloji təcrübələr Modena və Reggio Emilia Universitetlərində iki (MK1 və MK2) yetkin dişi makaka meymunları üzərində aparılmışdır.Macaca fascicularis, 3-4 kq, 4-5 yaş). Təcrübələrin motivasiyasını artırmaq üçün gündəlik su qəbuluna nəzarət edildi və onlara primat kreslosunda oturmaq və eksperimentçilər ilə qarşılıqlı əlaqə qurmaq öyrədildi. İki (MK3 və MK4) sadəlövh meymun (Macaca fascicularisMacaca mulatta, 3-4 kq, 4-5 yaş) sinir izləyicilərinin inyeksiyası üçün istifadə edilmişdir. Anatomik təcrübələr Parma Universitetində aparılıb. Bütün eksperimental protokollar laboratoriya heyvanlarına humanist qulluq və istifadə haqqında Avropa qanununa uyğundur (direktivlər 86/609/EEC, 2003/65/CE və 2010/63/EU), İtaliya Səhiyyə Nazirliyi (n. 65/2010-B e n 66/2010-C 29/03/2010-cu il tarixində buraxılmışdır n 155/2013-C 25/06/2013 tarixində buraxılmışdır n. 294/2012-C 12/11/2012 tarixində buraxılmışdır n. 48/2016-PR 01/20/2016 tarixində buraxılmışdır) və Modena Universiteti və Reggio Emilia və Parma Universitetinin yerli Etika Komitəsi tərəfindən təsdiq edilmişdir.

Səsyazma

Meymunlar (MK1 və MK2) 0,05° diametrli 49 ikirəngli işıq yayan diodların (LED) yerləşdirildiyi 114 sm məsafədə panelin qarşısındakı primat kreslosunda oturdular. Gözün vəziyyəti bir gözün konyunktivasının altına cərrahi olaraq implantasiya edilmiş və 1 KHz 75 tezlikdə nümunə götürülmüş maqnit axtarış bobinindən istifadə etməklə izlənildi. Başın vəziyyəti cərrahi yolla implantasiya edilmiş paslanmayan polad protezlə saxlanıldı və meymunların başları evdə hazırlanmış çoxməqsədli boyun robotu MUPRO 23 tərəfindən ağrısız şəkildə məhdudlaşdırıldı. MUPRO həm izometrik boyun qüvvələrini qeyd etmək, həm də başın üfüqi müstəvidə fırlanmasını təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. O, kardan birləşməsindən, potensiometrdən, elektromaqnit əyləcindən və fəzanın dörd istiqamətində tətbiq olunan izometrik qüvvələri müəyyən edən dörd əyilmə yük hüceyrəsindən (FLC) ibarət mexaniki qurğudan ibarətdir sola), üstəgəl +/− 20° arasında üfüqi müstəvidə başın fırlanmasına imkan verən oleodinamik sistem. Bu komponentlər primatın kreslosuna bərkidilmiş sütun üzərində yığılmışdır. Elektrik cihazı potensiometr və əyləc üçün DC enerjisini təmin edir. Elektrofizioloji qeydlərə icazə vermək üçün makakalar əlavə olaraq stereotaksik koordinatlardan istifadə edərək paslanmayan poladdan hazırlanmış qeyd kamerası (Thomas Recording) ilə implantasiya edilmişdir. Qeyd kamerasının daxili diametri 19 mm idi və o, maraq dairəsinə perpendikulyar yanaşmanı təmin etmək üçün şaquli yönümlü idi. Bütün cərrahi prosedurlar aseptik texnikadan istifadə etməklə və ümumi anesteziya altında (Zoletil 10 mq/kq i.m.) aparılıb və hər cərrahi müdaxilədən sonra bir həftəyə qədər antibiotiklər, kortizon və analjeziklərlə müalicə aparılıb. Hər seansdan əvvəl kamera aseptik olaraq açıldı və steril salin ilə yaxşıca yuyuldu və mikrodrive sistemi (Mini Matrix Thomas Recording) vasitəsilə duradan kvars şüşə elektrod (0,5-1,0 MΩ) keçdi. Bioloji siqnal əvvəlcədən gücləndirildi (PreAmplifier DPA-4), gücləndirildi və süzüldü (Əsas Gücləndirici/Filtr Sistemi MAF-05) 5-dən 75 KHz-ə qədər artefaktları və rulon sürücülərini aradan qaldırmaq üçün. SPS 8701E Dalğa Forması Ayrı-seçkilik Sistemi gücləndirilmiş vahid fəaliyyətini seçdi, osiloskopdan istifadə edərək izlənildi və həmçinin audio ilə monitorinq edildi. Göz mövqeyi, LED səviyyələri, vahid aktivliyi, eşitmə markerləri, baş qüvvələri və baş fırlanma siqnalları eksperimental sessiya zamanı 1 KHz-də davamlı olaraq nümunə götürüldü, SuperScope II (GWI) proqramı tərəfindən saxlanıldı və xüsusi skriptlərlə əlavə təhlil üçün Matlab-a idxal edildi. .

Davranış Tapşırıqları

Bir neyron təcrid edildikdən sonra, makaka subyektləri a baş fırlanma vəzifəsi (HRe) (Şəkil 1a). Meymunun başı qismən tutulmamışdı (yəni, qüvvələr MUPRO sistemi vasitəsilə ölçüldü və başın +/− 20° fırlanmasına icazə verildi) və subyektlər sağa və ya sola yerləşdirilən meyvə parçası (1 × 1 sm) aldılar. , mükafat olaraq. Yeməyə çatmaq üçün başlarını çevirib 20° sağa və ya sola çatmalı idilər. Baş qüvvələri və mövqeyi voltla ifadə edilən analoq siqnallarla işarələnmişdir. Subyektlər HRe-ni yerinə yetirdikdən sonra neyronlar da sınaqdan keçirildi vizual olaraq idarə olunan sakka tapşırığı (ST) (Əlavə Şəkil S1a) ilk dəfə 1 s sabit bir müddət üçün elektron pəncərədə 3 ilə 5 dərəcə arasında dəyişən mərkəzi qırmızı LED (qırmızı dövr) fiksasiya etdilər. Mərkəzi qırmızı hədəf qəfil söndürüldükdə, eyni zamanda periferik qırmızı hədəf (20° yuxarı, aşağı, sol və ya sağ) peyda oldu. Subyektlər şirə mükafatı almaq üçün 1 s ərzində yeni fiksasiya saxlayaraq, mümkün qədər tez (0,7 s ərzində) baxışlarını fiksasiyadan bu periferik hədəfə çevirdilər. Hər sınaqdan sonra 2 saniyəlik sınaqlar arası dövr keçirdi. Vizual stimullar fərdi kompüterdə işləyən evdə hazırlanmış proqram təminatı ilə təqdim edildi və intensivliyi 40-50 dB olan akustik siqnal hər sınaq sessiyasının əvvəlində işə salındı ​​və sonunda söndürüldü, beləliklə meymuna siqnal verildi. iş dövrünün başlanğıcı və sonu. ST-də hər bir dövrün başlanğıcı və ofseti analoq LED səviyyələri ilə siqnal edildi. Nəhayət, BA 9/46dr-da qeydə alınmış neyronların bir hissəsi də sınaq zamanı sınaqdan keçirildi başın fırlanması müşahidə tapşırığı (HRo Şəkil 1b). Meymunun başı mərkəzi vəziyyətdə məhdudlaşdırıldı (yəni MUPRO sistemi vasitəsilə qüvvələr ölçüldü, lakin başın fırlanmasına icazə verilmədi) və 60 sm məsafədə meymuna baxan eksperimentator başını iki sabit ardıcıllıqla çevirdi: birincisi, sağa (meymuna nəzərən), meymunun üzündən 0°-dən 90°-yə qədər (Sağa çevrildi epoxa) və sonra heç bir gecikmə olmadan sola, 90°-dən 0°-yə qədər meymunun üzünə doğru (Sola yönəldi epoxa) ikinci, sola, meymunun üzündən 0°-dən 90°-yə qədər (Qaçırılmış Sol epoxa) və sonra heç bir gecikmə olmadan sağa, 90°-dən 0°-yə qədər meymunun üzünə doğru (Sağa yönəldilib dövr). HRo zamanı iki ardıcıllıq arasındakı sınaq müddəti ən azı 2 s idi və o, əsas kimi istifadə edilmişdir. HRo dövrlərinin başlanğıcı və ofseti eksperimentçilər tərəfindən istehsal edilən analoq eşitmə markerləri ilə işarələnmişdir. HRo zamanı meymunlar sınaqların bitməsi ilə müvəqqəti əlaqəsi olmadan təsadüfi şəkildə mükafatlandırılırdılar. HRe, ST və HRo zamanı göz və baş mövqeyi, eləcə də boyun qüvvələri davamlı olaraq qeydə alınıb. Hər bir neyronun fəaliyyəti hər bir əsas vəziyyət üçün ən azı 10 sınaqda qeydə alınmışdır. Neyronlar HRe və/və ya HRo-ya əhəmiyyətli cavab (Bonferroni post hoc testi, p < 0.05) olarsa, tapşırıqla bağlı olaraq təsnif edilirdi.

Təhlil

Əsas davranış hadisələri ilə bağlı analoq siqnallarla bağlı tək neyron fəaliyyəti təhlil edilmişdir. Sünbüllər davamlı olaraq qeyd edildi və 20 ms-lik Gauss hamarlama pəncərəsi ilə birləşdirildi. Aşağıdakı dövrləri nəzərə alaraq başın fırlanması hərəkətlərinin başlanğıcına sinir reaksiyalarını sinxronlaşdıraraq, öz-özünə başlayan başın fırlanması təhlil edildi: (1) əsas xətt, başın fırlanması başlamazdan 1,5 ilə 1 s əvvəl, sınaqlar arası dövrdə (2) ön hərəkət, 0,5 s başın fırlanması başlamazdan əvvəl (3) hərəkət, başın fırlanmasının başlamasından 1,5 s. Orta atış sürəti (sünbüllər/s) kimi ifadə edilən ilkin vəziyyətə nisbətən başın özbaşına fırlanmasına mümkün cavablar hər iki istiqamət (sağa və sola) nəzərə alınmaqla 2 × 3 təkrar ölçmə ANOVA (faktorlar: İstiqamət, Dövr) vasitəsilə qiymətləndirilib. əhəmiyyət meyarı p < 0,05. Yalnız tək başına və ya digər amillərlə qarşılıqlı əlaqədə olan Epoch faktorunun ən azı əhəmiyyətli təsirini nümayiş etdirən neyronlar baş fırlanma neyronları kimi təsnif edilmişdir (Bonferroni post hoc testi, p < 0.05).

HRo zamanı tək neyronların bir hissəsi sınaqdan keçirildi. Aşağıdakı dövrləri nəzərə alaraq neyron fəaliyyətini eksperimentatorun başının fırlanmasının başlanğıcı ilə sinxronlaşdıraraq neyron reaksiyaları təhlil edildi: (1) əsas xətt, hərəkət başlamazdan 0,5 s əvvəl, sınaqlar arası dövrdə (2) qarşısı alınmış dövrlər (Sağa çevrildi, Qaçırılmış Sol), hərəkətin başlanmasından hərəkətin ofsetinə qədər (dəyişən müddət, sınaq əsasında hesablanır) (3) istiqamətlənmiş dövrlər (Sola yönəldi, Sağa yönəldi), qarşısı alınmış dövrlərin ofsetindən 1,5 s sonra. Orta atış sürəti (sünbüllər/s) kimi ifadə edilən ilkin vəziyyətə nisbətən eksperimentatorun baş fırlanmalarına mümkün cavablar 2 × 3 təkrar ölçmə ANOVA (faktorlar: Hemifield, Epoch) vasitəsilə hər iki yarımsahə (sağ yarımsahə və sol yarımsahə) nəzərə alınmaqla qiymətləndirilmişdir. ) p < 0,05 əhəmiyyətlilik kriteriyası ilə. Yalnız tək və ya digər amillərlə qarşılıqlı əlaqədə olan Epoch faktorunun ən azı əhəmiyyətli təsirini nümayiş etdirən neyronlar vizual olaraq tetiklenen kimi təsnif edildi (Bonferroni post hoc testi, p < 0.05).

Nəhayət, aşağıdakı maraq dövrlərini nəzərə alaraq ST zamanı yaranan sakkadların başlanğıcına və ofsetinə sinir reaksiyalarını sinxronlaşdıraraq, sakkadik göz hərəkətləri təhlil edildi: (1) əsas xətt, qırmızı mərkəzi hədəfin başlanğıcından sonra 0,7 ilə 0,9 s arasında, meymunlar fiksasiya edərkən. mərkəzi mövqe (2) qabaqcadan hərəkət, sakkadanın başlamasından 0,2 s əvvəl (3) hərəkət, sakkadanın başlanğıcından sakkada ofsetinə qədər (dəyişən müddət, sınaq əsasında hesablanır) (4) mövqeyə çatma, sakkada ofsetdən sonra 0,2 s . Gözün başlanğıcı və ofseti pik sürətin hər iki tərəfindəki son nöqtələr kimi müəyyən edilmişdir, ondan əvvəl tangensial sürət 30°/s-dən aşağı düşmüşdür 17, 30 . Orta atış sürəti (spikes/s) kimi ifadə edilən bazaya nisbətən sakkadik göz hərəkətinə mümkün cavablar 4 × 4 təkrar ölçmə ANOVA (faktorlar) vasitəsilə bütün istiqamətlər (20° yuxarı, aşağı, sol, sağ) nəzərə alınmaqla qiymətləndirilmişdir. : İstiqamət, Epoch) p < 0,05 əhəmiyyət kriteriyası ilə. Yalnız tək və ya digər amillərlə qarşılıqlı əlaqədə olan Epoch faktorunun ən azı əhəmiyyətli təsirini nümayiş etdirən neyronlar göz-motor neyronları kimi təsnif edilmişdir (Bonferroni post hoc testi, p < 0.05).

Əhali analizləri, 20 ms addımlarla irəliyə doğru 200 ms hərəkət edən pəncərədən istifadə edərək normallaşdırılmış orta aktivlik baxımından ifadə edilən tək neyron reaksiyalarını nəzərə alaraq aparıldı və müqayisə ediləcək şərtlərdən asılı olaraq müxtəlif təkrar tədbirlər ANOVA ilə təhlil edildi, daha əvvəl tək neyronlar üçün təsvir edildiyi kimi. Şəkil 4b və c üçün populyasiya təhlilləri p < 0,05 əhəmiyyət kriteriyası ilə 2 × 2 təkrar ölçmə ANOVA (faktorlar: İstiqamət, Dövr) və sonra Bonferroni post hoc test korreksiyası (p < 0,05) vasitəsilə həyata keçirilmişdir. Nəhayət, Şəkil 3c və 4c-də normallaşdırılmış fəaliyyət kimi ifadə edilən tək neyron reaksiyaları (rəngli xəritə planları) 20 ms addımlarla irəliyə doğru 100 ms yarıqlı hərəkət edən pəncərədən istifadə edərək həyata keçirildi. Bundan əlavə, hər bir neyron fəaliyyət zirvəsinə (1-ə bərabərdir) nisbətən, biz həmçinin partlama müddətini (Şəkil 3d və 4d) aktivliyin zirvəsindən əvvəl və sonrakı ilk qutu arasındakı vaxt intervalı kimi hesabladıq, onun dəyəri daha yüksək və aşağı ( 1 − B) × 0,25 + B, müvafiq olaraq, burada B orta ilkin fəaliyyətdir. Partlama müddətləri arasındakı fərqlər p < 0.05 əhəmiyyət kriteriyası ilə t-testi vasitəsilə vurğulandı. Dəyəri əvvəllər qeyd olunan düsturdan daha yüksək olan aktivliyin zirvəsindən əvvəl ilk zibil qutusunu əldə etdikdən sonra, neyron gecikməsini birinci qutu ilə maraq doğuran davranış hadisələrinin başlanğıcı arasındakı vaxt intervalı kimi hesabladıq. Sonra, maraq doğuran davranış hadisələri ilə əlaqədar gecikmələrin məcmu paylanmasını tərtib etdik (Şəkil 3d və 4d). Kumulyativ paylamalar arasında zibil qutusuna görə (bin = 100 ms) həyata keçirilən χ 2 testi vasitəsilə biz neyronların nisbətində əhəmiyyətli fərqlərin aşkar edildiyi vaxt intervallarını təyin etdik (χ 2, p < 0.05).

Əlavə Şəkil S2c-də populyasiya təhlilləri meymunların HRo zamanı hamar göz hərəkətləri və sakkadik göz hərəkətləri yaratdıqları sınaqları müqayisə edərək həyata keçirilmişdir. Saccades və rəvan təqib hər sınaq üçün Əlavə Şəkil S2a-da göstərildiyi kimi göz sürətinin nümunəsi nəzərə alınmaqla qruplaşdırılmışdır.


İçindəkilər

Daxili Redaktə

Homeostatik balanssızlıqlar Redaktə edin

Homeostatik balanssızlıqlar bədəndəki dəyişikliklər üçün əsas hərəkətverici qüvvədir. Bu stimullar bədənin müxtəlif hissələrindəki reseptorlar və sensorlar tərəfindən yaxından izlənilir. Bu sensorlar müvafiq olaraq təzyiqə və ya uzanmağa, kimyəvi dəyişikliklərə və ya temperatur dəyişikliklərinə cavab verən mexanoreseptorlar, kemoreseptorlar və termoreseptorlardır. Mexanoreseptorlara misal olaraq qan təzyiqindəki dəyişiklikləri aşkar edən baroreseptorlar, davamlı toxunma və təzyiqi aşkar edə bilən Merkel diskləri və səs stimullarını aşkar edən saç hüceyrələri daxildir. Daxili stimul kimi xidmət edə bilən homeostatik balanssızlıqlara qanda qida və ion səviyyələri, oksigen səviyyələri və su səviyyələri daxildir. Homeostatik idealdan sapmalar ağrı, susuzluq və ya yorğunluq kimi homeostatik emosiya yarada bilər ki, bu da orqanizmi durğunluğa qaytaracaq davranışı stimullaşdırır (məsələn, çəkilmə, içmə və ya istirahət). [2]

Qan təzyiqi Redaktə edin

Qan təzyiqi, ürək dərəcəsi və ürək çıxışı karotid arteriyalarda olan uzanma reseptorları ilə ölçülür. Sinirlər bu reseptorların içərisinə yerləşdirilir və uzanma aşkar etdikdə, mərkəzi sinir sisteminə stimullaşdırılır və fəaliyyət potensialı yaranır. Bu impulslar qan damarlarının daralmasını maneə törədir və ürək dərəcəsini azaldır. Bu sinirlər uzanma aşkar etməzsə, bədən aşağı təzyiqi təhlükəli bir stimul kimi qəbul edir və siqnallar göndərilmir, CNS fəaliyyətinə mane olur, qan damarları daralır və ürək dərəcəsi artır, bədəndə qan təzyiqinin artmasına səbəb olur. [3]

Xarici Redaktə

Toxunma və ağrı Redaktə edin

Həssas hisslər, xüsusilə ağrı, böyük bir reaksiyaya səbəb ola bilən və bədəndə nevroloji dəyişikliklərə səbəb ola bilən stimullardır. Ağrı həm də bədəndə ağrının intensivliyi ilə mütənasib olan davranış dəyişikliyinə səbəb olur. Hiss dəridəki hiss reseptorları tərəfindən qeydə alınır və mərkəzi sinir sisteminə keçir, burada inteqrasiya olunur və cavab verilməli olduğu qərara alınarsa, necə cavab veriləcəyinə dair qərar verilir, siqnal geri göndərilir. qıcıqlandırıcıya uyğun olaraq davranan əzələ. [2] Postcentral girus, toxunma hissi üçün əsas sensor qəbuledici sahə olan əsas somatosensor bölgənin yeridir. [4]

Ağrı reseptorları nosiseptorlar kimi tanınır. İki əsas nosiseptor növü mövcuddur, A-lif nosiseptorları və C-lif nosiseptorları. A-lif reseptorları miyelinləşir və cərəyanları sürətlə aparır. Onlar əsasən sürətli və kəskin ağrı növlərini aparmaq üçün istifadə olunur. Əksinə, C-lif reseptorları miyelinsizdir və yavaş-yavaş ötürülür. Bu reseptorlar yavaş, yanan, diffuz ağrı keçirir. [5]

Toxunma üçün mütləq hədd toxunma reseptorlarından cavab almaq üçün lazım olan minimum hiss miqdarıdır. Bu hiss miqdarı müəyyən edilə bilən bir dəyərə malikdir və çox vaxt arının qanadını bir santimetr məsafədən bir insanın yanağına salmaqla yaranan qüvvə hesab olunur. Bu dəyər toxunulan bədən hissəsinə əsasən dəyişəcək. [6]

Vizyon Redaktəsi

Görmə beynin bədən ətrafında baş verən dəyişiklikləri qavraması və reaksiya verməsi üçün imkan verir. İşıq şəklində olan məlumat və ya stimullar retinaya daxil olur və burada fotoreseptor hüceyrə adlanan xüsusi növ neyronu həyəcanlandırır. Yerli dərəcəli potensial fotoreseptorda başlayır, burada impulsun neyronlar yolu ilə mərkəzi sinir sisteminə keçməsi üçün hüceyrəni kifayət qədər həyəcanlandırır. Siqnal fotoreseptorlardan daha böyük neyronlara keçdikcə siqnalın MSS-ə çatmaq üçün kifayət qədər gücə malik olması üçün fəaliyyət potensialları yaradılmalıdır. [3] Əgər stimul kifayət qədər güclü reaksiya tələb etmirsə, onun mütləq həddə çatmadığı deyilir və orqanizm reaksiya vermir. Bununla belə, stimul fotoreseptordan uzaqda yerləşən neyronlarda fəaliyyət potensialı yaratmaq üçün kifayət qədər güclüdürsə, bədən məlumatı birləşdirəcək və müvafiq reaksiya verəcəkdir. Vizual məlumat CNS-nin oksipital lobunda, xüsusən də ilkin vizual korteksdə işlənir. [3]

Görmə üçün mütləq hədd gözdəki fotoreseptorlardan cavab almaq üçün lazım olan minimum hiss miqdarıdır. Bu sensasiya miqdarı müəyyən edilə bilən bir dəyərə malikdir və gözləri qaranlığa uyğunlaşdıqda, 30 mil uzaqlıqda tək bir şam tutan birinin təqdim etdiyi işıq miqdarı hesab olunur. [6]

Qoxu Redaktəsi

Qoxu bədənə tənəffüs yolu ilə havadakı kimyəvi molekulları tanımağa imkan verir. Burun çəpərinin hər iki tərəfində yerləşən qoxu orqanları qoxu epitelindən və lamina propriadan ibarətdir. Olfaktör reseptor hüceyrələrini ehtiva edən qoxu epiteli cribiform lövhənin aşağı səthini, perpendikulyar lövhənin yuxarı hissəsini, yuxarı burun konkasını əhatə edir. Tənəffüs edilən havadakı birləşmələrin yalnız təxminən iki faizi tənəffüs edilən havanın kiçik bir nümunəsi kimi qoxu orqanlarına daşınır. Olfaktör reseptorlar epitelin səthindən keçərək ətrafdakı selikdə yerləşən çoxlu kirpiklər üçün əsas yaradır. Odorant bağlayan zülallar reseptorları stimullaşdıran bu kirpiklərlə qarşılıqlı əlaqədə olur. Odorantlar ümumiyyətlə kiçik üzvi molekullardır. Daha çox suda və lipidlərdə həllolma bilavasitə daha güclü qoxulu odorantlarla bağlıdır. Odorantın G zülalına bağlı reseptorlara bağlanması ATP-ni düşərgəyə çevirən adenilat siklazı aktivləşdirir.cAMP, öz növbəsində, lokallaşdırılmış potensialla nəticələnən natrium kanallarının açılmasını təşviq edir. [7]

Qoxu üçün mütləq hədd, burundakı reseptorlardan cavab almaq üçün lazım olan minimum hiss miqdarıdır. Bu sensasiya miqdarı müəyyən edilə bilən bir dəyərə malikdir və çox vaxt altı otaqlı evdə bir damla ətir kimi qəbul edilir. Bu dəyər hansı maddənin qoxusundan asılı olaraq dəyişəcək. [6]

Dad Redaktəsi

Dad, dildən və ağızdan keçən yeməklərin və digər materialların ləzzətini qeyd edir. Dad hüceyrələri dilin səthində və farenks və qırtlağın bitişik hissələrində yerləşir. Dad hüceyrələri dad qönçələrində, ixtisaslaşmış epitel hüceyrələrində əmələ gəlir və ümumiyyətlə hər on gündə bir çevrilir. Hər bir hüceyrədən bəzən dad tükləri adlanan mikrovilluslar dad məsamələrindən keçərək ağız boşluğuna çıxır. Həll edilmiş kimyəvi maddələr bu reseptor hüceyrələri ilə qarşılıqlı təsir göstərir, fərqli zövqlər xüsusi reseptorlara bağlanır. Duz və turş reseptorları hüceyrəni depolarizasiya edən kimyəvi qapalı ion kanallarıdır. Şirin, acı və umami reseptorlarına gustducinlər, xüsusi G proteini ilə əlaqəli reseptorlar deyilir. Reseptor hüceyrələrinin hər iki bölməsi nörotransmitterləri afferent liflərə buraxaraq fəaliyyət potensialının işə salınmasına səbəb olur. [7]

Dadın mütləq həddi ağızdakı reseptorlardan cavab almaq üçün lazım olan minimum hiss miqdarıdır. Bu sensasiya miqdarı müəyyən edilə bilən bir dəyərə malikdir və çox vaxt 250 gallon suda bir damla kinin sulfat kimi qəbul edilir. [6]

Səs Redaktəsi

Xarici qulağa çatan səsin yaratdığı təzyiq dəyişiklikləri eşitmə sümükləri və ya orta qulağın sümükləri ilə birləşən timpanik membranda rezonans yaradır. Bu kiçik sümüklər daxili qulaqdakı spiral formalı sümük quruluşu olan kokleaya keçirdikcə təzyiq dalğalanmalarını artırır. Koxlear kanaldakı tük hüceyrələri, xüsusən də Korti orqanı, maye və membran hərəkət dalğaları kokleanın kameralarından keçərkən əyilir. Kokleanın mərkəzində yerləşən bipolyar duyğu neyronları bu reseptor hüceyrələrindən gələn məlumatları izləyir və onu VIII kəllə sinirinin koxlear budağı vasitəsilə beyin sapına ötürür. Səs məlumatı MSS-nin temporal lobunda, xüsusən də ilkin eşitmə korteksində işlənir. [7]

Səs üçün mütləq hədd qulaqlardakı reseptorlardan cavab almaq üçün lazım olan minimum hiss miqdarıdır. Bu sensasiya miqdarı müəyyən edilə bilən bir dəyərə malikdir və tez-tez 20 fut uzaqlıqda səssiz bir mühitdə tıqqıltılı bir saat hesab olunur. [6]

Tarazlıq Redaktəsi

Birbaşa kokleaya bağlı olan yarımdairəvi kanallar, eşitmə üçün istifadə edilənə bənzər bir üsulla tarazlıq haqqında məlumatı şərh edə və beyinə çatdıra bilər. Qulağın bu hissələrindəki tük hüceyrələri kinociliya və stereosiliyanı bu kanalın kanallarını əhatə edən jelatinli materiala çıxarır. Bu yarı dairəvi kanalların hissələrində, xüsusən də makulalarda, statokoniya kimi tanınan kalsium karbonat kristalları bu jelatinli materialın səthində yerləşir. Başı əyərkən və ya bədən xətti sürətlənməyə məruz qaldıqda, bu kristallar saç hüceyrələrinin kirpiklərini pozaraq hərəkət edir və nəticədə ətrafdakı hiss sinirləri tərəfindən qəbul ediləcək neyrotransmitterin sərbəst buraxılmasına təsir göstərir. Yarımdairəvi kanalın digər sahələrində, xüsusən də ampulada, makula kimi tanınan bir quruluş - makuladakı jelatinli materialın analoqu - onu əhatə edən maye mühit kupulanın özünün hərəkətinə səbəb olduqda, saç hüceyrələrini eyni şəkildə təhrif edir. Ampulla başın üfüqi fırlanması haqqında məlumatı beyinə çatdırır. Bitişik vestibulyar qanqliyaların neyronları bu kanallardakı saç hüceyrələrini izləyir. Bu hiss lifləri VIII kəllə sinirinin vestibulyar qolunu təşkil edir. [7]

Ümumiyyətlə, stimullara hüceyrə reaksiyası hərəkət, ifrazat, ferment istehsalı və ya gen ifadəsi baxımından hüceyrənin vəziyyətində və ya fəaliyyətində dəyişiklik kimi müəyyən edilir. [8] Hüceyrə səthlərindəki reseptorlar qıcıqları izləyən və ətrafdakı dəyişikliklərə siqnalı sonrakı emal və cavab üçün idarəetmə mərkəzinə ötürməklə reaksiya verən komponentlərdir. Stimullar həmişə transduksiya vasitəsilə elektrik siqnallarına çevrilir. Bu elektrik siqnalı və ya reseptor potensialı sistematik reaksiyaya başlamaq üçün sinir sistemindən xüsusi bir yol keçir. Hər bir reseptor növü adekvat stimul adlanan yalnız bir növ stimullaşdırıcı enerjiyə üstünlük vermək üçün ixtisaslaşmışdır. Həssas reseptorların cavab verdiyi və hər biri orqanizmin xüsusi ehtiyaclarına uyğunlaşdırılmış yaxşı müəyyən edilmiş stimul diapazonuna malikdir. Stimullar, stimulun təbiətindən asılı olaraq, mexanotransduksiya və ya kemotransduksiya ilə bütün bədənə ötürülür. [3]

Mexanik redaktə

Mexanik stimula cavab olaraq hüceyrə güc sensorlarının hüceyrədənkənar matris molekulları, sitoskeleton, transmembran zülalları, membran-fosfolipid interfeysindəki zülallar, nüvə matrisinin elementləri, xromatin və lipid qatı olması təklif olunur. Cavab iki cür ola bilər: məsələn, hüceyrədənkənar matris mexaniki qüvvələrin keçiricisidir, lakin onun strukturu və tərkibi eyni tətbiq olunan və ya endogen şəkildə yaranan qüvvələrə hüceyrə reaksiyalarından da təsirlənir. [9] Mexanohəssas ion kanalları bir çox hüceyrə tipində olur və göstərilmişdir ki, bu kanalların kationlara keçiriciliyi uzanan reseptorlar və mexaniki stimullardan təsirlənir. [10] İon kanallarının bu keçiriciliyi mexaniki stimulun elektrik siqnalına çevrilməsi üçün əsasdır.

Kimyəvi redaktə

Kimyəvi stimullar, məsələn, odorantlar, tez-tez kemotransduksiyadan məsul olan ion kanalları ilə birləşən hüceyrə reseptorları tərəfindən qəbul edilir. Olfaktör hüceyrələrdə belədir. [11] Bu hüceyrələrdə depolarizasiya odorantın spesifik reseptorla bağlanması nəticəsində qeyri-selektiv kation kanallarının açılması nəticəsində baş verir. Bu hüceyrələrin plazma membranındakı G zülalı ilə əlaqəli reseptorlar kation kanallarının açılmasına səbəb olan ikinci xəbərçi yolları işə sala bilər.

Həssas reseptor stimullara cavab olaraq, eyni hüceyrədə və ya ona bitişik bir hüceyrədə pilləli potensiallar və ya fəaliyyət potensialları yaratmaqla sensor transduksiyaya başlayır. Qıcıqlandırıcılara qarşı həssaslıq, fermentativ şəlalələrin bir reseptor molekulunun təsirini artıraraq çoxlu sayda ara məhsul istehsal etdiyi ikinci xəbərçi yollar vasitəsilə kimyəvi gücləndirmə yolu ilə əldə edilir. [3]

Sinir sistemi reaksiyası Redaktə edin

Reseptorlar və stimullar müxtəlif olsa da, əksər xarici stimullar ilk növbədə xüsusi hiss orqanı və ya toxuması ilə əlaqəli neyronlarda lokallaşdırılmış pilləli potensiallar yaradır. [7] Sinir sistemində daxili və xarici qıcıqlar iki fərqli reaksiya kateqoriyası yarada bilər: normal olaraq fəaliyyət potensialı şəklində olan həyəcanlı cavab və tormozlayıcı reaksiya. [12] Bir neyron həyəcanverici bir impulsla stimullaşdırıldıqda, neyron dendritləri hüceyrənin xüsusi bir ion növü üçün keçirici olmasına səbəb olan neyrotransmitterlər tərəfindən bağlanır, neyrotransmitterin növü neyrotransmitterin hansı iona keçirici olacağını müəyyənləşdirir. Həyəcanlı postsinaptik potensiallarda həyəcanverici reaksiya yaranır. Bu, həyəcanverici bir nörotransmitter, normal olaraq bir neyronun dendritlərinə bağlanan glutamat, bağlanma yerinin yaxınlığında yerləşən kanallar vasitəsilə natrium ionlarının axınına səbəb olur.

Dendritlərdə membran keçiriciliyindəki bu dəyişiklik yerli səviyyəli potensial kimi tanınır və membran gərginliyinin mənfi istirahət potensialından daha müsbət gərginliyə dəyişməsinə səbəb olur, bu proses depolarizasiya kimi tanınır. Natrium kanallarının açılması yaxınlıqdakı natrium kanallarının açılmasına imkan verir və keçiriciliyin dəyişməsinin dendritlərdən hüceyrə orqanına yayılmasına imkan verir. Əgər pilləli potensial kifayət qədər güclüdürsə və ya bir neçə pilləli potensial kifayət qədər sürətli tezlikdə baş verərsə, depolarizasiya hüceyrə gövdəsi boyunca akson təpəsinə yayıla bilir. Akson təpəsindən bir fəaliyyət potensialı yaradıla və neyronun aksonu boyunca yayıla bilər ki, bu da impulsun hərəkəti zamanı aksonda natrium ion kanallarının açılmasına səbəb olur. Siqnal aksondan aşağı hərəkət etməyə başlayanda, membran potensialı artıq həddi keçib, yəni onu dayandırmaq mümkün deyil. Bu fenomen ya hamı və ya heç nə cavabı kimi tanınır. Membran potensialının dəyişməsi ilə açılan natrium kanalları qrupları, akson təpəsindən uzaqlaşarkən siqnalı gücləndirərək, aksonun uzunluğunu hərəkət etdirməyə imkan verir. Depolarizasiya aksonun sonuna və ya akson terminalına çatdıqda, neyronun ucu kalsium ionları kanalları vasitəsilə hüceyrəyə daxil olan kalsium ionları üçün keçirici olur. Kalsium sinaptik veziküllərdə saxlanılan nörotransmitterlərin sərbəst buraxılmasına səbəb olur, bunlar presinaptik və postsinaptik neyronlar kimi tanınan iki neyron arasında sinapsa daxil olur, əgər presinaptik neyrondan gələn siqnal həyəcanlandırırsa, həyəcanverici bir neyrotransmitterin sərbəst buraxılmasına səbəb olur və oxşar reaksiyaya səbəb olur. postsinaptik neyron. [3] Bu neyronlar geniş, mürəkkəb dendritik şəbəkələr vasitəsilə minlərlə digər reseptor və hədəf hüceyrələrlə əlaqə saxlaya bilir. Bu şəkildə reseptorlar arasında əlaqə ayrı-seçkiliyə və xarici stimulların daha aydın şərhinə imkan verir. Effektiv olaraq, bu lokallaşdırılmış pilləli potensiallar nəticədə beynin spesifik kortekslərinə çatan sinir aksonları boyunca tezliyi ilə əlaqə saxlayan fəaliyyət potensiallarını tetikler. Beynin bu da yüksək ixtisaslaşmış hissələrində, bu siqnallar başqaları ilə əlaqələndirilir ki, bəlkə də yeni bir reaksiyaya səbəb ola bilər. [7]

Əgər presinaptik neyrondan gələn siqnal tormozlayıcı, tormozlayıcı neyrotransmitterlərdirsə, normal olaraq GABA sinapsa salınacaq. [3] Bu neyrotransmitter postsinaptik neyronda inhibitor postsinaptik potensiala səbəb olur. Bu cavab postsinaptik neyronun xlorid ionlarına keçirici olmasına səbəb olacaq, hüceyrənin membran potensialını mənfi membran potensialına çevirərək hüceyrənin fəaliyyət potensialını işə salmasını çətinləşdirir və hər hansı bir siqnalın neyron vasitəsilə ötürülməsinə mane olur. Qıcıqlanma növündən asılı olaraq, bir neyron həyəcanlandırıcı və ya inhibitor ola bilər. [13]

Əzələ sistemi reaksiyası Redaktə edin

Periferik sinir sistemindəki sinirlər bədənin müxtəlif hissələrinə, o cümlədən əzələ liflərinə yayılır. Əzələ lifi və onun bağlı olduğu motor neyron. [14] Hərəkət neyronunun əzələ lifinə bağlandığı nöqtə sinir-əzələ qovşağı kimi tanınır. Əzələlər daxili və ya xarici stimullardan məlumat aldıqda, əzələ lifləri müvafiq motor neyronları tərəfindən stimullaşdırılır. İmpulslar mərkəzi sinir sistemindən neyronlara ötürülür, onlar motor neyronuna çatana qədər neyrotransmitter asetilkolin (ACh) sinir-əzələ birləşməsinə buraxılır. ACh əzələ hüceyrəsinin səthindəki nikotinik asetilkolin reseptorlarına bağlanır və ion kanallarını açır, natrium ionlarının hüceyrəyə axmasına və kalium ionlarının bu ion hərəkəti hüceyrə daxilində kalsium ionlarının sərbəst buraxılmasına imkan verən depolarizasiyaya səbəb olur. . Kalsium ionları bir stimulun son nəticəsi olan əzələ daralmasına imkan vermək üçün əzələ hüceyrəsindəki zülallara bağlanır. [3]

Endokrin sistem reaksiyası Redaktə edin

Vasopressin Edit

Endokrin sistem çox sayda daxili və xarici stimuldan təsirlənir. Hormonların salınmasına səbəb olan daxili stimullardan biri qan təzyiqidir. Hipotansiyon və ya aşağı qan təzyiqi, böyrəklərdə suyun tutulmasına səbəb olan bir hormon olan vazopressinin sərbəst buraxılması üçün böyük bir hərəkətverici qüvvədir. Bu proses həm də fərdlərin susuzluğunu artırır. Maye tutma və ya maye istehlakı ilə, əgər bir insanın qan təzyiqi normala dönərsə, vazopressin ifrazı yavaşlayır və böyrəklər tərəfindən daha az maye saxlanılır. Hipovolemiya və ya bədəndəki maye səviyyəsinin aşağı olması da bu reaksiyaya səbəb olmaq üçün stimul rolunu oynaya bilər. [15]

Epinefrin redaktəsi

Adrenalin olaraq da bilinən epinefrin həm daxili, həm də xarici dəyişikliklərə cavab vermək üçün çox istifadə olunur. Bu hormonun sərbəst buraxılmasının ümumi səbəblərindən biri Mübarizə və ya uçuş reaksiyasıdır. Bədən potensial təhlükəli olan xarici bir stimulla qarşılaşdıqda, adrenalin adrenal bezlərdən sərbəst buraxılır. Epinefrin orqanizmdə qan damarlarının daralması, göz bəbəklərinin genişlənməsi, ürək və tənəffüs sürətinin artması, qlükoza mübadiləsi kimi fizioloji dəyişikliklərə səbəb olur. Tək bir stimula verilən bütün bu reaksiyalar, qalmaq və döyüşmək və ya qaçmaq və təhlükədən qaçmaq qərarı verilsə də, fərdi qorumağa kömək edir. [16] [17]

Həzm sistemi reaksiyası Redaktə edin

Sefalik faza Edit

Həzm sistemi xarici stimullara, məsələn, yeməyin görünüşü və ya qoxusu kimi reaksiya verə bilər və qida bədənə girməzdən əvvəl fizioloji dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Bu refleks həzmin sefalik mərhələsi kimi tanınır. Yeməyin görmə və qoxusu kifayət qədər güclü stimuldur ki, tüpürcək, mədə və mədəaltı vəzi fermentlərinin ifraz olunmasına, qida mədəyə çatmazdan əvvəl həzm prosesinə başlamaqla daxil olan qida maddələrinə hazırlıq üçün endokrin ifrazata səbəb olur, orqanizm daha effektiv və effektiv şəkildə metabolizə edə bilir. qidaları lazımi qida maddələrinə çevirir. [18] Yemək ağıza düşdükdən sonra ağızdakı reseptorlardan gələn dad və məlumat həzm reaksiyasına əlavə olunur. Çeynəmə və udma ilə aktivləşən kemoreseptorlar və mexanorseptorlar mədə və bağırsaqda fermentin salınmasını daha da artırır. [19]

Enterik sinir sistemi Redaktə edin

Həzm sistemi də daxili stimullara cavab verə bilir. Həzm sistemi və ya bağırsaq sinir sistemi təkcə milyonlarla neyrondan ibarətdir. Bu neyronlar həzm sistemindəki dəyişiklikləri, məsələn, nazik bağırsağa daxil olan qidaları aşkarlaya bilən sensor reseptorlar kimi fəaliyyət göstərir. Bu hiss reseptorlarının aşkar etdiyi şeydən asılı olaraq, maddələr mübadiləsinə və qidanın parçalanmasına kömək etmək üçün mədəaltı vəzi və qaraciyərdən müəyyən fermentlər və həzm şirələri ifraz oluna bilər. [3]

Sıxma üsulları Redaktə edin

Membran boyunca elektrik potensialının hüceyrədaxili ölçülməsi mikroelektrod qeydi ilə əldə edilə bilər. Patch clamp üsulları potensialı qeyd edərkən hüceyrədaxili və ya hüceyrədənkənar ion və ya lipid konsentrasiyasının manipulyasiyasına imkan verir. Bu yolla, müxtəlif şərtlərin həddi və yayılmasına təsirini qiymətləndirmək olar. [3]

Qeyri-invaziv neyron taraması Redaktə edin

Pozitron emissiya tomoqrafiyası (PET) və maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) test subyekti müxtəlif stimullara məruz qalarkən beynin aktivləşdirilmiş bölgələrinin qeyri-invaziv vizuallaşdırılmasına imkan verir. Beynin müəyyən bir bölgəsinə qan axını ilə bağlı fəaliyyətə nəzarət edilir. [3]

Digər üsullar Redaktə edin

Arxa ayaqların çəkilmə vaxtı başqa bir üsuldur. Sorin Barak və başqaları. Journal of Reconstructive Microsurgery jurnalında dərc olunmuş son məqalədə kəskin, xarici istilik stimullaşdırılması və arxa ayaqların çəkilmə vaxtlarının (HLWT) ölçülməsi yolu ilə test siçovullarının ağrı stimullarına reaksiyasını izlədi. [20]


Giriş

Son nəticələr göstərir ki, transkranial alternativ cərəyan stimullaşdırılması (tACS) beyin fəaliyyətini qeyri-invaziv şəkildə dəyişdirə bilər [1-4], lakin bu maraqlı tapıntıların arxasında duran fizioloji mexanizmlər hələ də yaxşı başa düşülməmişdir. Ənənəvi olaraq, tACS-nin beyində neyronları hiperpolyarlaşdıran və depolarizasiya edən salınan elektrik sahələri istehsal etdiyi düşünülür ki, onlar stimullaşdırma ilə sinxron şəkildə atəşə tutulur. Kiçik heyvanlar üzərində aparılan təcrübələr göstərir ki, çılpaq kəlləyə cərəyan tətbiq etməklə yaranan sahələr neyronları daxil edə bilir [1, 4, 5], kəllədaxili elektrik sahələrinin beyin fəaliyyətinə birbaşa təsir etdiyi ideyasına uyğundur. İnsanlarda isə tACS elektrodları kəllə daxilində deyil, iştirakçının bütöv baş dərisinə yerləşdirilir. Dəri yüksək keçirici olduğundan, lakin altındakı kəllə deyil, bu cərəyanın çox hissəsi beyindən uzaqlaşır və bunun əvəzinə dəridəki neyronları stimullaşdırır [6]. Beləliklə, somatosensor liflərin ritmik aktivasiyası mərkəzi neyronları müvəqqəti olaraq qurulmuş sensor girişlə təmin edərək dolayı yolla daxil edə bilər. Manevr həm də beyindəki elektrik sahələrini zəiflətdiyinə görə, bu dolayı mexanizm tez-tez insanlarda dominant fəaliyyət üsulu olması təklif edilir [5, 7-10]. Əgər bu doğru olsaydı, bunun tACS-nin necə istifadə edildiyi və öyrənilməsi üçün dramatik təsirləri olardı: beyin sahələri fiziki yerdən çox, somatosensor əlaqə əsasında hədəf alınmalı və az və ya heç bir somatosensor giriş alan beyin bölgələri əlçatmaz olardı. .

Bu rəqabətli fərziyyələr topikal anesteziyadan istifadə etməklə fərqləndirilə bilər. tACS elektrodlarının altında və ətrafında dərinin topikal anesteziya ilə əvvəlcədən müalicəsi dəri afferentlərini bloklayır [11] və onların somatosensor qavrayışlar yaratmasının qarşısını alır [12]. Əgər tACS dolayı yolla somatosensor girişlər vasitəsilə hərəkət edirsə, topikal anesteziya periferiyadan ötürülməni maneə törətməklə təsirini azaltmalı və ya ləğv etməlidir. Əksinə, elektrik sahələri birbaşa neyronlara təsir edərsə, topikal anesteziya tətbiq etmək tACS-in təsirində az və ya heç bir dəyişiklik yaratmamalıdır, çünki beyin daxilində istehsal olunan elektrik sahələri eyni qalır. Dolayı fərziyyəni sınamaq üçün əvvəlki cəhdlərdə qarışıq nəticələrlə sinir fəaliyyəti üçün proxy ölçmələrdən istifadə edilmişdir: topikal anesteziya tACS-nin nosisepsiyaya [10] və tremora [5] təsir etməsinə mane olur, lakin motorla bağlı potensiallara [13] və dil emalına təsir göstərir. [14, 15] somatosensor girişlər bloklandıqda davam edir. Bu nəticələri şərh etmək çətindir, çünki bu oxunuşların arxasında olan sinir mexanizmləri yaxşı başa düşülmür və hər birində bir çox beyin bölgələri iştirak edə bilər, yalnız bəziləri hər bir araşdırmada istifadə olunan TACS-dən təsirlənmiş ola bilər.

Somatosensor girişin rolunun birmənalı sınağı, topikal anesteziya ilə və anesteziyasız tACS zamanı sinir daxilolmalarını birbaşa ölçməkdir. Burada, insan neyrostimulyasiyası üçün yüksək realistik model olan qeyri-insani primatlarda həmin həlledici təcrübəni həyata keçiririk. Hipokampus və vizual korteksdəki neyronların tək vahidli qeydlərindən istifadə edərək, somatosensor girişin bloklanmasının tACS tərəfindən sinir daxilinə çox az təsir etdiyini görürük. Bunun əvəzinə, məlumatlarımız stimullaşdırılan bölgələrdə neyronlara birbaşa təsir iddialarını dəstəkləyir.


Materiallar və metodlar

İştirakçılar.

Səkkiz sağlam könüllü (3 qadın, 7 sağ əlli orta yaş, 30 ± 4 yaş aralığı, 22-32 yaş) yazılı məlumatlı razılıq verdikdən sonra tədqiqatda iştirak etdi. Onların hamısı ya ifaçılıqda (15-25 illik təcrübəyə malik 3 iştirakçı), ya da həvəskar dinləyici və ya rəqqas (5 iştirakçı) kimi musiqi təcrübəsinə malik idi. Onların heç bir eşitmə, nevroloji və ya psixiatrik xəstəlik tarixi yox idi və təcrübə zamanı heç bir dərman qəbul etmirdilər. Tədqiqat yerli etika komitəsi tərəfindən təsdiqlənib.

Eşitmə stimullaşdırılması.

Hər eşitmə stimulu 33 saniyə davam etdi.Stimul 333,3 Hz təmiz tondan ibarət idi ki, burada asimmetrik Hanning zərfindən (22 ms yüksəlmə vaxtı və 394 ms düşmə vaxtı, 0 ilə 1 arasında amplituda modulyasiya). 2.4 Hz dövrilik seçildi, çünki (1) pilot iştirakçılar bu 2.4 Hz tempdən istifadə edərək ikili (1.2 Hz) və üçlü (0.8 Hz) ritmləri təsəvvür etməkdə rahat idilər və (2) bu templər tempin qavranılması və istehsalının ekoloji diapazonunda yerləşir ( Drake və Botte, 1993). Daha sonra səs 0,3 və 1 arasında salınan 11 Hz sinusoidal funksiyadan istifadə edərək amplituda modulyasiya edildi. 2,4 Hz tezliyi 11 Hz tezliyinin tam nisbəti olmadığına görə, iki tezlikin birləşməsi amplituda və baş vermə baxımından incə nizamsızlıqlar yaratdı. döyüntülər, beləliklə, psevdo-periodik döyüntü strukturu yaranır (Şəkil 1A). Əhəmiyyətli olan odur ki, iki fərqli amplituda modulyasiya tezliyinin (2,4 və 11 Hz) birləşdirilməsi nəticəsində əldə edilən səs zərfinin tezlik məzmunu döyüntü tezliyində (2,4 Hz) bir zirvəyə malik idi, lakin səs zərfinin tezliklərinə uyğun gələn heç bir yan zolaq tezlikləri ehtiva etməmişdir. ikili və ya üçlü sayğaclar (yəni, müvafiq olaraq 1,2 və 0,8 Hz) (şək. 1)C). Zərbənin incə nizamsızlıqları bütün subyektlər tərəfindən qəbul edildi və nəzarət şəraitində qeyri-iradi ikili subyektiv sayğacın induksiyasının qarşısını almaq üçün məqsədyönlü şəkildə yaradılmışdır (Bolton, 1894 Vos, 1973). Bundan əlavə, bu pozuntular nəticəsində yaranan döyüntü strukturunun psevdoperiodikliyi daha çox ekoloji vəziyyətə yaxın idi, burada döyüntü qavrayışı qeyri-ciddi dövri çərçivədən dövriliyin qavranılmasına aiddir (Large, 2008).

Eşitmə stimulları Matlab 6.5 (The MathWork) altında işləyən PsychToolbox genişləndirmələrindən (Brainard, 1997) istifadə etməklə yaradılıb və rahat eşitmə səviyyəsində qulaqlıqlar vasitəsilə binaural şəkildə təqdim edilib (BeyerDynamic DT 990 PRO).

Zehni görüntüləri və nəzarət şərtlərini ölçmək.

İştirakçılardan üç müxtəlif vəzifəni yerinə yetirmək istəndi: nəzarət tapşırığı, ikili sayğacın təsviri tapşırığı və üçlü sayğacın təsviri tapşırığı, ayrı-ayrı şəraitdə (Şəkil 1). Hər bir şərt 10 sınaqdan ibarət idi ki, bu müddət ərzində 33 saniyəlik eşitmə stimulu 3 saniyəlik ön perioddan sonra təqdim edildi. Stimul təqdimatı öz-özünə hazırlanmışdır. Birinci şərt zamanı iştirakçılar nəzarət tapşırığını yerinə yetirdilər. Onlardan blok daxilində kəsişən iki əlavə sınaqda təsadüfi bir mövqeyə daxil edilmiş çox qısa (4 ms) səs kəsilməsini aşkar etmək istəndi. Bu nəzarət tapşırığı, stimulun mürəkkəb bir quruluşa malik olduğu üçün davamlı diqqət səviyyəsini tələb etdi. Qısa fasilədən ibarət iki sınaq sonrakı təhlillərdən xaric edildi. İkinci şərt zamanı iştirakçılar binar sayğacın təsviri tapşırığını yerinə yetirdilər. Onlardan qəbul edilən döyüntü üzərində ikili metrik strukturu təsəvvür etmələri istəndi (f/2 = 1,2 Hz). Üçüncü şərt zamanı onlar ritm üzərində üçlü metrik quruluşu təsəvvür edərək üçlü metr təsviri tapşırığını yerinə yetirdilər (f/3 = 0,8 Hz). İkili və üçlü sayğac şərtlərindən əvvəl, iştirakçıların tapşırığı başa düşdüklərini təmin etmək üçün onlardan ilk növbədə eksperimentatorun köməyi ilə, sonra isə təkbaşına qoyulmuş metrik struktura uyğun templə açıq hərəkətləri (məsələn, əllə vurma, ucadan sayma) yerinə yetirmələri istəndi. . Həmin hərəkətlərin sayğacla sinxronlaşmasının eksperimentator tərəfindən subyektiv qiymətləndirilməsi göstərdi ki, bütün iştirakçılar tapşırığı çətinlik çəkmədən yerinə yetiriblər. Daha sonra iştirakçılardan stimulun ilk eşitmə döyüntüsünü eşidən kimi sayğacda təsvirləri çəkməyə başlamaları və bütün sınaq zamanı bu təsviri mümkün qədər ardıcıl olaraq saxlamaları istəndi. Debrifinq zamanı iştirakçılar zehni təsvir tapşırığını çətinlik çəkmədən yerinə yetirdiklərini bildirdilər, baxmayaraq ki, bu, nisbətən yüksək səviyyədə diqqət tələb edir.

EEG qeydi.

Subyektlər rahat şəkildə stulda oturdular və başları dayağa söykəndilər. Onlara dincəlmələri, çəkilişlər zamanı baş və ya bədən hərəkətlərindən çəkinmələri və gözlərini qarşısındakı kompüter ekranında göstərilən nöqtəyə dikmələri tapşırılıb. Təcrübəçi bu təlimatlara əməl olunmasına nəzarət etmək üçün səsyazma otağında qaldı. EEG Beynəlxalq 10/10 sisteminə (Waveguard64 qapaq, Cephalon A/S) uyğun olaraq baş dərisinə yerləşdirilmiş 64 Ag-AgCl elektrodundan istifadə etməklə qeydə alınıb. Şaquli və üfüqi göz hərəkətləri hər gözün xarici kantusunda və sağ orbitin aşağı və yuxarı sahələrində yerləşdirilən dörd əlavə elektroddan istifadə etməklə izlənildi. Elektrod empedansları <10 kΩ səviyyəsində saxlanıldı. Siqnallar gücləndirildi, 500 Hz-də aşağı keçid filtrindən keçirildi, 1000 Hz seçmə sürətindən istifadə edərək rəqəmsallaşdırıldı və orta istinada (64 kanallı yüksək sürətli gücləndirici, Advanced Neuro Technology) istinad edildi.

EEG analizi.

Davamlı EEG qeydləri qeydə alınmış siqnallardakı çox yavaş sürüşmələri aradan qaldırmaq üçün 0,1 Hz yüksək keçidli Butterworth sıfır fazalı filtrdən istifadə edərək süzüldü. 32 s davam edən EEG epoxaları daha sonra hər sınaqın əvvəlində eşitmə stimulunun başlamasına nisbətən qeydləri +1-dən +33 s-ə qədər bölmək yolu ilə əldə edildi və beləliklə, hər bir mövzu və vəziyyət üçün 10 dövr əldə edildi. Hər dövrün ilk saniyəsində qeydə alınan EEG, stimulun başlanğıcı ilə əlaqəli müvəqqəti eşitmə potensialını ləğv etmək üçün çıxarıldı (1) (Saupe et al., 2009), (2), çünki əvvəlki tədqiqatlar sabit vəziyyətin EP-lər davamlı şəkildə daxil olmaq üçün bir neçə stimullaşdırma dövrü tələb edir (Regan, 1989) və (3), çünki əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, döyüntü və sayğacın sabit qavrayışını (Repp, 2005) yaratmaq üçün döyüntülərin bir neçə dəfə təkrarlanması tələb olunur. Bu EEG emal addımları Analyzer 1.05 (Beyin Məhsulları) istifadə edərək həyata keçirilib.

Aşağıdakı EEG emal addımları Letswave (Mouraux və Iannetti, 2008), Matlab (The MathWorks) və EEGLAB (http://sccn.ucsd.edu) istifadə edərək həyata keçirildi.

Göz qırpması və ya göz hərəkətləri nəticəsində yaranan artefaktlar müstəqil komponent analizinə (Jung və digərləri, 2000) əsaslanan təsdiq edilmiş metoddan istifadə edilməklə, runika alqoritmindən (Bell və Sejnowski, 1995 Makeig et al., 1996) istifadə edilməklə çıxarılmışdır. EEGLAB. Hər bir mövzu və vəziyyət üçün EEG dövrləri, stimullaşdırma qatarına bağlanmış faza olmayan fəaliyyətlərin töhfəsini azaltmaq üçün sınaqlar üzrə orta hesabla götürüldü. Sınaqlarda ciddi şəkildə faza bağlanmayan fəaliyyətlərin (yəni, səs stimuluna faza bağlı olmayan fəaliyyətlər) töhfəsini zəiflətməklə, siqnal-küy nisbətini artırmaq üçün vaxt-domen-ortalama proseduru istifadə edilmişdir. Alınan orta dalğa formaları daha sonra diskret Furye transformasiyasından istifadə edərək tezlik zonasında transformasiya edildi (Frigo və Johnson, 1998), 0-dan 500 Hz-ə qədər dəyişən siqnal amplitüdünün (μV) tezlik spektrini 0,031 Hz (Bach və Bach və Meigen, 1999).

Əldə edilmiş tezlik spektrləri daxilində siqnal amplitüdünün (1) eşitmə döyüntüsü və/yaxud sayğacın təsviri tapşırığı (yəni, döyüntü və sayğacla əlaqəli sabit vəziyyət EP) ilə induksiya olunan EEG fəaliyyətinin cəminə uyğun olacağı gözlənilə bilər. 2) məsələn, spontan EEG fəaliyyəti, əzələ aktivliyi və ya göz hərəkətləri ilə əlaqəli olmayan qalıq fon səs-küyü. Buna görə də, döyüntü və sayğacla əlaqəli sabit vəziyyətli EP-lərin etibarlı təxminlərini əldə etmək üçün bu səs-küyün töhfəsi tezlik spektrlərinin hər bir qutusunda qonşu tezlik qutularında ölçülmüş orta amplituda (iki tezlik qutusu arasında dəyişən) çıxılmaqla aradan qaldırıldı. −0,15-dən −0,09 Hz-ə qədər və hər tezlik qutusuna nisbətən +0,09-dan +0,15 Hz-ə qədər). Bu çıxma prosedurunun etibarlılığı belə bir fərziyyəyə əsaslanır ki, sabit vəziyyətli EP olmadıqda, verilmiş tezlik qutusunda siqnal amplitudası ətrafdakı tezlik qutularının orta dəyərinin siqnal amplitudası ilə eyni olmalıdır.

Nəhayət, döyüntü və sayğacla əlaqəli sabit vəziyyətli EP-lərin miqyası, hər bir sabit vəziyyətli EP-nin hədəf tezliyi (yəni, 2,4 Hz: 2,356-dan dəyişən qutular) mərkəzləşdirilmiş üç tezlik qutusunda ölçülmüş siqnal amplitudasının orta hesablanması ilə qiymətləndirilmişdir. 2.418 Hz 1.2 Hz: 1.178 ilə 1.240 Hz arasında dəyişən qutular 0.8 Hz: 0.775 ilə 0.837 Hz arasında dəyişən zibil qutuları 1.6 Hz: 1.581 ilə 1.643 FHz arasında dəyişən qutular, beləliklə, mümkün disfunksiyaya səbəb olan faktiki transformasiyanı nəzərə alır. hər bir sabit vəziyyətli EP-nin dəqiq tezliyində siqnal amplitüdünü təxmin etməmişdir.

Statistik təhlillər.

Hər bir iştirakçı, vəziyyət və hədəf tezliyi üçün sabit vəziyyətli EP-lərin böyüklüyü bütün baş dərisi elektrodları üzrə orta hesabla götürüldü, beləliklə, elektrod seçimində hər hansı bir meyl istisna edilərək (bax. Şəkil 2, 3). Bu yanaşmadan istifadə edilmişdir, çünki döyüntü və sayğacdan qaynaqlanan reaksiyaların baş dərisinin topoqrafiyası ilə bağlı heç bir aprior fərziyyə mövcud deyildi. Qrup səviyyəsində nəticələr median və interquartile diapazonundan istifadə etməklə ifadə edilmişdir (bax. Şəkil 4). Zərbə və sayğacın əhəmiyyətli sabit vəziyyət reaksiyasına səbəb olub-olmadığını yoxlamaq üçün bir nümunə t testlər hədəf tezliklərdə ölçülən səs-küydən çıxarılan amplitüdlərin sıfırdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olub olmadığını müəyyən etmək üçün istifadə edilmişdir. Həqiqətən, sabit vəziyyət reaksiyası olmadıqda, çıxarılan siqnal amplitüdünün orta dəyərinin sıfıra meyl etməsi gözlənilə bilər.

Eksperimental şəraitdə döyüntü və sayğacdan qaynaqlanan sabit vəziyyət reaksiyalarını müqayisə etmək üçün hər bir hədəf tezliyi üçün nəzarət, binar sayğac və üçlük sayğac şəraitində əldə edilmiş səs-küydən çıxarılan amplitüdləri müqayisə etmək üçün birtərəfli təkrar ölçmə ANOVA-dan istifadə edilmişdir. . Sərbəstlik dərəcələri sferikliyin pozulması üçün Greenhouse-Geisser korreksiyasından istifadə etməklə düzəldildi. Ölçü effektləri qismən η 2 istifadə edərək ifadə edilmişdir. Əhəmiyyətli olduqda, post hoc qoşalaşmış-seçmə metodundan istifadə etməklə cüt müqayisələr aparılmışdır t testlər. Əhəmiyyət səviyyəsi müəyyən edilmişdir səh < 0,05.

Keçici eşitmə hadisəsi ilə əlaqəli potensiallar.

Zərbə və sayğacın zaman domenində müəyyən edilə bilən keçici eşitmə hadisəsi ilə əlaqəli potensialları ortaya çıxarıb-yaxmadığını araşdırmaq üçün bant keçid filtrindən (0,3 Hz-dən 30 Hz-ə qədər) və epoxa seqmentasiyadan sonra orta dalğa formaları hesablanmışdır. səs stimulunun başlanğıcı (bax. Şəkil 5).


Materiallar və metodlar

Reagent növü
(növ) və ya resurs
TəyinatMənbə və ya istinadİdentifikatorlarƏlavə informasiya
Bioloji nümunə (Macaca fuscata)Macaca fuscataMEXT-in Milli Bio Resurs Layihəsi, Yaponiya
Proqram təminatı, alqoritmMATLABMathWorksRRID: SCR_001622

Heyvanlar

İki yetkin makaka meymunu (Macaca fuscata Meymun H, dişi, 6,6 kq, 8 yaşlı meymun P, dişi, 6,8 kq, 7 yaş) sınaqlar üçün istifadə edilmişdir. Heyvanlara qulluq və təcrübə üçün bütün prosedurlar Tsukuba Universitetinin Heyvan Təcrübə Komitəsi (icazə nömrəsi 14-137) tərəfindən təsdiqlənmiş və aşağıda təsvir edilən təlimatlara uyğun olaraq həyata keçirilmişdir. Laboratoriya Heyvanlarının Baxımı və İstifadəsi üzrə Bələdçi Laboratoriya Heyvanları Tədqiqatları İnstitutu tərəfindən nəşr edilmişdir.

Davranış tapşırıqları

Davranış tapşırıqları MATLAB üçün sərbəst mövcud alətlər qutusu olan Psychtoolbox ilə MATLAB (Mathworks, MA) istifadə edərək idarə olunurdu. Meymunlar səsi zəiflədən və elektriklə qorunan otaqda kompüter monitoru ilə üzbəüz primat kreslosunda oturdular. Göz hərəkətləri 240 Hz-də nümunə götürməklə infraqırmızı göz izləmə sistemindən (EYE-TRAC 6 Tətbiqi Elm Laboratoriyaları, MA) istifadə edilməklə izlənildi. Bir maye mükafat meymunun ağzının önünə qoyulmuş bir musluk vasitəsilə çatdırıldı. Qeydə alınmış 99 dopamin neyronundan 68-nin qeydi zamanı meymunların yalaması izlənilib. Yalamaya nəzarət etmək üçün musluğa gərginlikölçən bərkidilmiş və yalama nəticəsində yaranan gərginliyi ölçmüşdür.

Biz üç fərqli şərtlə (Şəkil 1A–C) Pavlovian prosedurunu tərtib etdik və onu iki meymuna tətbiq etdik. Hər bir vəziyyətdə sınaqlar mərkəzi fiksasiya nöqtəsinin (0,8°×0,8°) təqdim edilməsi ilə başladı. Bu nöqtəni fiksasiya etmək meymundan tələb olunurdu. 400 ms fiksasiya dövründən sonra qırmızı və yaşıl sahələri olan bir bar stimulu (2.9 ° × 9.4 °) CS olaraq təqdim edildi. Yaşıl sahənin ölçüsü meymunun alacağı maye mükafatın miqdarını (yəni dəyərini) göstərirdi. Yaşıl sahə nə qədər böyük olarsa, əlaqəli mükafat dəyəri də bir o qədər böyük olar. Birinci vəziyyətdə (dəyər artımı şərti, Şəkil 1A) yaşıllıq sahəsi başlanğıcda minimal idi və tədricən artdı (3,8°/s), yəni mükafat dəyəri tədricən artdı (0,082 ml/s) (Video 1) . Tədricən artım bar stimulunun başlamasından sonra 2450 ms ərzində təsadüfi olaraq dayandırıldı (0-dan 2450 ms-ə qədər vahid paylama) beləliklə, meymun yaşıl sahə artmağı dayandırana qədər mükafat dəyərini dəqiq proqnozlaşdıra bilmədi. İkinci şərtdə (dəyər azalması şərti, Şəkil 1B) yaşıl sahə başlanğıcda maksimal olub və tədricən azalıb (3,8°/s), yəni mükafat dəyəri tədricən azalıb (0,082 ml/s) (Video 2) . Tədricən azalma barın başlanğıcından sonra 2450 ms ərzində təsadüfi olaraq dayandırıldı (0-dan 2450 ms-ə qədər vahid paylama). Üçüncü şərtdə (dəyərlə müəyyən edilmiş şərt, Şəkil 1C) yaşıl sahənin ölçüsü dəyişməyib və bunun əvəzinə müvafiq olaraq 0,1, 0,2 və ya 0,3 ml mükafat proqnozlaşdıran minimum, yarım və ya maksimumda müəyyən edilib (bunlar mükafat məbləğləri dəyər artımı və dəyər-azalma şərtlərində yaşıl sahə ilə göstərilənlərlə eyni idi). Bu CS-lərə əlavə olaraq, şaquli qırmızı və yaşıl çubuqlardan ibarət CS daxil edildi və bunun ardınca təsadüfi olaraq 0,1-0,3 ml mükafat verildi (yəni mükafat dəyəri qeyri-müəyyən idi). Bu dörd CS bərabər ehtimalla təqdim edildi (hər biri 25%). Hər bir vəziyyətdə, CS-nin təqdim olunduğu ümumi vaxt 2850 ms-də sabitlənmişdir və meymundan bu müddət ərzində mərkəzi fiksasiyanı saxlamaq tələb olunurdu. Bar stimulunun ofsetindən dərhal sonra, yaşıl sahə ilə göstərilən mükafat eyni vaxtda bir ton (1000 Hz) ilə çatdırıldı. CS başlanğıcı ilə mükafatın çatdırılması arasındakı gecikmə sınaqlar arasında dəyişmədi. Hər bir şərt 50 sınaqdan ibarət blokdan ibarət idi və biz üç şərti hər bir neyron üçün bir və ya daha çox təkrar etməklə məlumat topladıq (Şəkil 1D). Üç şərtin sırası, (1) sabit dəyər, (2) dəyər artımı və (3) dəyər-azalma şərtləri, qeyd seansları arasında sabitlənmişdir. Mükafatın ümumi məbləği bloklar arasında eyni idi (10 ml). Əgər meymun (1) fiksasiya nöqtəsinin başlamasından sonra 4000 ms ərzində mərkəzi fiksasiyaya başlamazsa və ya (2) ilkin 400 ms fiksasiya dövründə və ya 2850 ms CS dövründə mərkəzi fiksasiyanı pozarsa, sınaqlar dərhal dayandırıldı. davamlı 3250 ms fiksasiya tələb olunurdu). Bu səhv sınaqları bip tonu (100 Hz) ilə işarələnmiş və təhlillərdən xaric edilmişdir.

Seçim tapşırığından da istifadə etdik (Şəkil 1E). Hər sınaq mərkəzi fiksasiya nöqtəsinin (0,8°×0,8°) təqdimatı ilə başladı və meymundan bu nöqtəni fiksasiya etməsi tələb olundu. 400 ms fiksasiya müddətindən sonra fiksasiya nöqtəsinin sağ və sol tərəflərində qırmızı və yaşıl sahələrə (2.9°×9.4°) malik iki bar stimulu təqdim edildi (eksentriklik: 8.8°). Meymundan çubuq qıcıqlandırıcılarının təqdimatından dərhal sonra sakkada edərək bar stimullarından birini seçmək tələb olunurdu. Bu bar stimulları Pavlovian prosedurunda istifadə olunanlarla eyni idi, ancaq yaşıl sahə zamanla artmadı və ya azalmadı. Yaşıl sahənin ölçüsü meymunun həmin çubuq stimulunu seçməklə əldə edəcəyi mükafatın dəyərini göstərirdi və hər bir çubuq stimuluna təsadüfi olaraq təyin edildi (0,1-dən 0,3 ml-ə qədər vahid paylama). Meymun bar stimulunu seçdikdən dərhal sonra digər bar stimulu yox oldu. Sonra, seçilmiş bar stimulunun yaşıl sahəsi ilə göstərilən mükafat bir ton (1000 Hz) ilə eyni vaxtda çatdırıldı. Meymun (1) fiksasiya nöqtəsi başlayandan sonra 4000 ms ərzində mərkəzi fiksasiyaya başlamazsa və ya (2) 400 ms fiksasiya dövründə mərkəzi fiksasiyanı pozarsa, sınaqlar dərhal dayandırıldı. Bu səhv sınaqları bip tonu (100 Hz) ilə işarələnmiş və təhlillərdən xaric edilmişdir.

Tək vahidli qeyd

Ümumi anesteziya və steril cərrahi şəraitdə kəllə sümüyünə plastik başlıq tutacağı və səsyazma kamerası bərkidildi. Qeyd kamerası frontoparietal lobların orta xətti üzərində yerləşdirilib və hər iki yarımkürədə SNc və VTA-ya yönəldilib. Baş tutacaq və qeyd kamerası kəllə sümüyünün üst hissəsini örtən və plastik vintlər vasitəsilə kəllə sümüyə möhkəm bərkidilmiş diş akrilinə daxil edilmişdir.

Tək vahidli qeydlər yağla idarə olunan mikromanipulyatordan (MO-97-S Narishige, Tokio, Yaponiya) istifadə edərək, paslanmayan poladdan bələdçi boru vasitəsilə beyinə daxil edilmiş təqribən 3,0 MΩ (Frederick Haer, ME) empedansı olan volfram elektrodlarından istifadə etməklə aparılmışdır. ). Səsyazma yerləri, girişlər arasında hər 1 mm-də qeydlər aparmağa imkan verən şəbəkə sistemi ilə müəyyən edilmişdir. Neyronların daha incə xəritələşdirilməsi üçün biz orijinal şəbəkənin dəlikləri arasında elektrodların keçməsinə imkan verən tamamlayıcı şəbəkədən də istifadə etdik.

Elektrofizioloji siqnallar gücləndirildi, diapazon keçiricisi süzüldü (200 Hz-dən 3 kHz-ə qədər RZ5D, Tucker-Davis Technologies, FL) və kompüterdə 24,4 kHz seçmə sürətində saxlanıldı. Tək vahidli potensiallar pəncərə diskriminasiya proqramı (OpenEx, Tucker-Davis Technologies, FL) istifadə edərək təcrid edilmişdir.

Dopamin neyronlarının lokalizasiyası və identifikasiyası

SNc və VTA-da ehtimal olunan dopamin neyronlarından tək vahidli aktivliyi qeyd etdik. Qeydiyyat bölgələrini lokallaşdırmaq üçün meymunlar SNc və VTA-nın mövqelərini müəyyən etmək üçün MRT müayinəsindən keçirdilər (Şəkil 2-şəkil əlavəsi 1). Ehtimal olunan dopamin neyronları onların yaxşı qurulmuş elektrofizioloji imzalarına əsasən müəyyən edilmişdir: 5 Hz-də aşağı fon atəş sürəti, substantia nigra pars reticulata-da yüksək fon atəş sürətinə malik qonşu neyronlardan aydın şəkildə fərqli olaraq geniş sünbül potensialı (Şəkil 2- rəqəm əlavə 2) və pulsuz mükafata cavab olaraq fazalı həyəcan.

Məlumatların təhlili

Sıfır fərziyyə testi üçün bütün təhlillərdə statistik əhəmiyyəti müəyyən etmək üçün 95% etibarlılıq intervalları (p<0.05) istifadə edilmişdir.

Meymunların yaşıl sahənin ölçüsünə (Şəkil 1F) görə mükafat dəyərlərini dəqiq proqnozlaşdırıb-ötürmədiyini yoxlamaq üçün sağ bar stimulunun seçim dərəcəsi aşağıdakı logistik funksiya ilə təchiz edilmişdir:

harada P doğru bar stimulunun seçim dərəcəsini göstərir, VsağVsol müvafiq olaraq sağ və sol bar stimullarını seçməklə əldə edilən mükafat dəyərlərini göstərin və β0β1 logistik reqressiya ilə müəyyən edilən əmsalları göstərir.

Sünbül sıxlığı funksiyalarını (SDF) hesablamaq üçün hər bir sünbül Qauss əyrisi ilə əvəz edilmişdir (σ = 15 ms).

Dəyər artımı və dəyər-azalma şərtlərində (Şəkil 2A,B,E,F və Şəkil 5A) CS başlanğıcı ilə uyğunlaşdırılmış SDF-ləri hesablamaq üçün mükafat dəyərinin artması və ya azalması dayanmamışdan əvvəl baş vermiş sıçrayışlardan istifadə edilmişdir.

Neyronlar üzrə orta hesablanmış SDF-ləri hesablamaq üçün (Şəkil 2E, F, Şəkil 3C və Şəkil 5A, B), hər bir neyronun əsas atəş sürəti fiksasiya nöqtəsinin başlamasından əvvəl 500 ilə 0 ms arasında bir pəncərədən istifadə edərək ölçüldü və orijinaldan çıxarıldı. hər bir neyronun atəş sürəti.

Dəyər artımı və dəyər-azalma şəraitində (Şəkil 2C,D) tonik aktivlik dəyişikliklərinin kəmiyyətini müəyyən etmək üçün hər bir neyron üçün atəş sürəti və vaxt arasındakı reqressiya xəttinin mailliyi hesablanmışdır. Birincisi, CS başlanğıcından sonra 650 ilə 2450 ms arasında bir pəncərə 200 ms qutulara bölündü və hər qutuda atəş sürəti ölçüldü. Sonra, hər qutuda atəş sürəti ilə hər qutunun mərkəzindəki vaxt arasındakı reqressiya xətti hesablandı. CS başlanğıcından sonra 650 ilə 2450 ms arasında hesablama pəncərəsi CS başlanğıcından dərhal sonra yaranan fazik reaksiyaların təsirini istisna etmək üçün müəyyən edilmişdir.

Sabit dəyər şəraitində mükafat dəyərinin doğurduğu fazik fəaliyyət modulyasiyalarını araşdırmaq üçün hər bir neyron üçün atəş dərəcəsi ilə mükafat dəyəri arasındakı reqressiya əmsalı hesablanmışdır. Atəş sürəti CS başlanğıcından sonra 100 ilə 400 ms arasında bir pəncərə istifadə edərək ölçüldü. Hesablama pəncərəsi elə müəyyən edilmişdir ki, pəncərə orta hesablanmış fəaliyyətdə sinir modulyasiyasının əsas hissəsini ehtiva edir.

Hər bir sakkadanın başlanğıcına uyğunlaşdırılmış SDF-ləri hesablamaq üçün (Şəkil 2 - şəkil əlavəsi 7B, F), başlanğıc gözün bucaq sürətinin 40 ° / s-dən çox olduğu vaxt kimi müəyyən edilmişdir.

Mükafat dəyəri dəyər-artım və dəyər-azalma şərtlərində (Şəkil 3B,D) artıb-azalmağı dayandırdıqda əmələ gələn fazalı fəaliyyət modulyasiyasını araşdırmaq üçün hər bir neyron üçün atəş sürəti və mükafat dəyəri arasındakı reqressiya əmsalı hesablanmışdır. Birincisi, bütün sınaqlar mükafat dəyərinə (böyük 0,23-0,3 ml, orta 0,16-0,23 ml, kiçik 0,1-0,16 ml) əsasən üç qrupa bölündü və atəş sürəti 150-dən 500 ms-ə qədər bir pəncərə ilə ölçüldü. hər bir sınaq qrupu üçün başlanğıcı dayandırın. Sonra, hər bir sınaq qrupunda atəş dərəcəsi ilə orta mükafat dəyəri arasındakı reqressiya əmsalı hesablandı. Hesablama pəncərəsi elə müəyyən edilmişdir ki, pəncərə orta hesablanmış fəaliyyətdə sinir modulyasiyasının əsas hissəsini ehtiva edir.

Atış sürətindəki fərqi statistik yoxlamaq üçün (əsl atəş sürəti - əsas atəş dərəcəsi) partlama və partlamayan sünbüllü atəş (Şəkil 5A-da solda) bir açılış proseduru tətbiq edildi. Əvvəlcə 19 dopamin neyronunun (Şəkil 2E-nin sol sütununda üfüqi boz çubuq) əhəmiyyətli dərəcədə müsbət reqressiya yamacını aşkar etmək üçün istifadə etdiyimiz hesablama vaxtı pəncərəsini (CS başlanğıcından sonra 650-2450 ms) ilkin (650) bölməsinə ayırdıq. -1250 ms), orta (1250-1850 ms) və gec (1850-2450 ms) dövrlər. 19 dopamin neyronu, orijinal məlumat dəsti ilə eyni sayda neyrona malik olan yeni yükləmə məlumat dəstini yaratmaq üçün dəyişdirmələrlə təsadüfi nümunələr aldı. Yeni məlumat dəstindən istifadə edərək, ilkin, orta və gec dövrlər üçün partlama və partlamayan sünbüllü atəş arasında atəş sürətini (orijinal atəş dərəcəsi – əsas atəş dərəcəsi) müqayisə etdik. Bu təsadüfi təkrar nümunə götürmə və müqayisə prosesi 1000 dəfə təkrarlandı. Əgər atış sürəti 975-dən çox təkrarda partlamayan sünbüllü atışdan daha böyük idisə və ya əksinə, atış sürətindəki fərq əhəmiyyətli hesab edildi (1000 təkrar ilə p<0.05 bootstrap testi).