Программа спецпрактикума
Пластичность нейронов

Введение. Пластичность - основное свойство нервной системы. Его исследование составляет важнейшую задачу психофизиологии. Одним из видов пластических модификаций в нервной системе является привыкание. Объектом исследования пластического процесса служат гигантские идентифицированные нейроны виноградной улитки.

Цели работы: 1) исследование вольт-амперной характеристики идентифицированного нейрона виноградной улитки, 2) регистрация привыкания нейрона к внутриклеточным импульсам постоянного тока, выбранным по вольт-амперной характеристике, 3) исследования ионных механизмов привыкания с использованием метода замены физиологических растворов.

Методика.

Объект исследования - нейроны изолированной нервной системы виноградной улитки.

Физиологические растворы: нормальный, безнатриевый, бескальциевый, безнатриевый с добавлением солей-блокаторов кальциевых каналов.

Аппаратура: усилитель биопотенциалов, осциллограф, генератор электрических импульсов, счетчик электрических импульсов, графопостроитель, IBM Pentium.

Электроды: стеклянные микроэлектроды для внутриклеточной регистрации.

Стимулы: импульсы постоянного тока прямоугольной формы с разной амплитудой, длительностью, частотой следования.

Задачи:

1. Изучение электрических характеристик нейронов изолированной ЦНС виноградной улитки. Регистрируются фоновые характеристики электрической активности идентифицированного нейрона. Регистрируется вольт-амперная характеристика нейрона при увеличении, а затем уменьшении амплитуды импульсов внутриклеточного тока.
2. Исследование пластичности нейронов в нормальном растворе при использовании процедуры привыкания к импульсам внутриклеточного тока. Проводятся две серии привыкания нейрона к току в нормальном физиологическом растворе.
3. Исследование механизмов пластичности нейрона в условиях исключения ионов, связанных с генерацией потенциалов. Нормальный раствор заменяется на безнатриевый и проводятся две серии привыкания.Препарат отмывается нормальным физиологическим раствором и регистрируются его электрические характеристики. Нормальный раствор заменяется на бескальциевый и проводятся две серии привыкания.Препарат отмывается нормальным физиологическим раствором и регистрируются его электрические характеристики. Нормальный раствор заменяется на безнатриевый, содержащий соли-ингибиторы кальция, и регистрируются его электрические характеристики. Препарат отмывается нормальным физиологическим раствором и регистрируются его электрические характеристики. Проводятся две серии привыкания.

Обработка данных.

1. Построение вольт-амперной характеристики нейрона.
2. Построение графиков привыкания нейрона в нормальном и измененных растворах.

Анализ и обсуждение результатов.

1. Проанализировать вольт-амперную характеристику нейрона. Обосновать выбор амплитуды импульса для проведения процедуры привыкания.
2. Показать пластичность нейрона в нормальном растворе и идентифицировать механизмы, участвующие в этом процессе.
3. Провести сравнительный анализ привыкания в разных растворах, сопоставляя с результатами промежуточных серий в нормальном растворе.
4. Обсудить влияние изменения ионного состава физиологического раствора на пластические характеристики идентифицированного нейрона.

Контрольные вопросы

1. Характеристики идентифицированного нейрона, проявляющиеся при построении вольт-амперной характеристики.
2. Компоненты пластичности нейрона, проявляющиеся в нормальном растворе.
3. Механизмы, участвующие в процессе привыкания нейрона к внутриклеточному току.
4. Ионные механизмы, обеспечивающие пластические процессы в нейроне.

Литература

• Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки: В 3 т.М.: Мир, 1994. Т.2. С. 353-357, 275-377; Т.3. С. 287-326, 334-336.
• Балабан П.М., Норекян Т.П., Сторожук М.В. Внутриклеточная регуляция пластических перестроек в нервных клетках при обучении // Внутриклеточная сигнализация / Отв. ред. П.Г.Костюк, М.А.Островский. М.: Наука, 1988. С.16-21.
• Кэндел Э. Клеточные основы поведения. М.: Мир, 1980. С.92-95.
• Костюк П.Г. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки. М.: Наука,1981. 204 с.
• Костюк П.Г. Кальций и клеточная возбудимость. М.: Наука, 1985. 254 с.
• Хлудова Л.К., Греченко Т.Н. Проблемы нейроэкологии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 1994. ? 1. С. 28-36.

Программу составила
Л.К.Хлудова,
кандидат психологических наук