Модуляція сегментарних гальмівних процесів при активації сенсорного апарату півколових каналів людини

Кофан И. Н. Динамика реципрокного взаимодействия флексорных мышц предплечья человека при изменении афферентного потока вестибулярной и зрительной сенсорных систем //Матеріали всеукраїнської науково-методичної конференції “Культура здоровя”: Збірник науково-методичних праць. – Херсон, 1998. – С. 42-46.

Мурзин А. Б., Ляшенко В. П., Мельникова О. З., Кофан И. Н. Исследование длительных фаз торможения в реципрокном взаимодействии мышц в условиях нагревания // Рукопись. -15 с. – Рус. – Деп. в ГНТБ Украины 14. 07. 97, № 407 – УК.

Кофан И. Н., Ляшенко В. П. Изменение тормозных и возбудительных процессов в спинном мозге человека при изменении положения головы //Матеріали V міжнародної конференції “Франція та Україна, науково-практичний досвід у контексті діалогу національних культур”. – Том 2, II частина. – Дніпропетровськ: ДДУ. – 1998. – С. 121-122.

Кофан И. Н., Ляшенко В. П. Изменение процессов регуляции движений в условиях экспериментальной зрительной депривации //Тези доповідей всеукраїнської молодіжної науково-практичної конференції “Людина і космос”. – Дніпропетровськ: НЦАОМУ. – 1999. – С. 215.

Дрегваль И. В., Кофан И. Н., Ляшенко В. П., Мурзин А. Б. Исследование функциональной роли вестибулярного аппарата при стимуляции полукружных каналов постоянным током в деятельности экстензорных и флексорных мотонейронов спинного мозга у человека //Матеріали III міжнародної конференції “Наука і освіта” (1-15 лютого 2000 року). – Том 4. – Дніпропетровськ. – 2000. – С. 10-11.

Кофан И. Н., Ляшенко В. П. Влияние активации полукружных каналов на возбудимость спинальных мотонейронов //Тези доповідей II Всеукраїнської молодіжної науково-практичної конференції з міжнар. участю “Людина і космос”. (12-14 квітня 2000 року). – Дніпропетровськ: НЦАОМУ. – 2000. -С. 87-90.

 

 

Кофан І. М. Модуляція сегментарних гальмівних процесів при активації сенсорного апарату півколових каналів людини.  Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю – 03. 00. 13 – фізіологія людини і тварин.  Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

У ході роботи проведено з'ясування механізмів та шляхів впливу змін імпульсації від рецепторів вестибулярної і зорової систем на гальмівні процеси регуляції рухів. Оскільки мотонейрони є кінцевим ланцюгом у регуляції довільних рухів, то в дослідженнях використовували метод Н-рефлексометрії, який відображає стан пулів мотонейронів спинного мозку. Показано, що активація сенсорного апарату півколових каналів призводить до зниження амплітуди флексорної відповіді та посилення трьох фаз гальмування в реципрокній взаємодії флексорних і екстензорних мязів передпліччя людини. Суттєво, що одночасна активація каналів викликає зниження амплітуди Н-рефлексу не так значно, як при поодинокій активації каналів. При закритих очах зберігалась така ж тенденція змін амплітуди Н-відповіді, але глибина гальмування посилювалась. Дані зміни рефлекторних взаємодій можуть бути обумовлені як спинальними, так і супраспинальними впливами на мото- та інтернейрони, а також звязками, які обумовлюють орієнтацію тіла в просторі та беруть участь в організації довільних рухів.

Ключові слова: довільні рухи, спинний мозок, збудження, гальмування, реципрокна взаємодія мязів, півколові канали, зорова система, ЕЕГ.

 

Кофан И. Н. Модуляция сегментарных тормозных процессов при активации сенсорного аппарата полукружных каналов человека.  Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03. 00. 13  физиология человека и животных.  Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2002.

Диссертация посвящена изучению характера и физиологических механизмов действия усиления афферентных влияний от вестибулярного аппарата на Н-рефлекс и реципрокное взаимодействие антагонистических мышц предплечья человека как модель управления произвольными движениями.

Исследования были проведены на практически здоровых людях в возрасте от 18 до 25 лет. В качестве экспериментальной модели моносинаптического рефлекса использовался Н-рефлекс. Изучение реципрокного взаимодействия мышц верхних конечностей человека проводилось с помощью методики, предложенной Day B. L. Day at all, 1984, модифицированной к условиям наших экспериментов. Вестибулярная активация осуществлялась путем поворотов, наклонов и вращений головой вокруг своей оси Клименко, 1997 при открытых и закрытых глазах.

Полученные результаты позволили выявить взаимосвязь между изменениями активности флексорных мотонейронов мышц предплечья человека и афферентными влияниями от вестибулярной и зрительной систем. Об этом свидетельствуют зарегистрированные нами изменения амплитуды флексорного Н-рефлекса и динамика реципрокных взаимодействий мышц антагонистов верхних конечностей человека.

В первой серии исследований, применяя адекватную стимуляцию полукружных каналов (угловое ускорение), наблюдали изменение амплитуды тестирующего Н-ответа. Анализ результатов показал снижение амплитуды тестирующего Н-рефлекса как в случае отдельной, так и совместной активации трех полукружных каналов. Однако при изолированной стимуляции каналов амплитуда имела более выраженные изменения, а при совместной активации тенденция сохранялась, но в меньшей степени. Наблюдаемые явления связаны со сложным взаимодействием между вестибулярными и зрительными рецепторами, подкорковыми структурами и корковым контролем. Для исключения корректирующего влияния зрительной афферентации, которая также необходима для правильной пространственной ориентации и позных реакций, были проведены исследования изменения Н-рефлекса с закрытыми глазами обследуемых. Было показано, что в данных условиях снижение амплитуды Н-ответа усиливалось, что может быть связано со зрительной депривацией и включением дополнительных структур в координацию двигательных актов.

Для адекватной интерпретации полученных результатов как дополнительный критерий нами был использован метод регистрации ЭЭГ, который дал возможность зарегистрировать изменение возбудимости корковых нейронов в условиях вестибулярной активации и таким образом идентифицировать возможное влияние супраспинальных регуляторных систем на мотонейроны спинного мозга. Были отмечены явные закономерности изменений, вызванные стимуляцией того или иного канала, а также зрительной активацией. Так, на ЭЭГ при активации зрительной системы наблюдается снижение амплитуды -ритма, что может быть связано с усилением активности десинхронизирующих образований мозга. Усиление их активности при открытых глазах обследуемых соответствует увеличению амплитуды Н-ответа в сравнении с амплитудой в контрольных экспериментах при закрытых глазах. Поэтому это увеличение можно объяснить вовлечением в процессы координации движений десинхронизирующих образований ствола мозга, а именно ретикулярной формации нижних отделов моста и продолговатого мозга. При активации полукружных каналов амплитуда -ритма увеличивалась, что согласуется со снижением амплитуды Н-ответа как при открытых, так и закрытых глазах обследуемых. Это дает возможность предположить, что в подобных условиях, усиливается тонус неспецифических синхронизирующих образований нижнего ствола мозга (передний мозг и таламические ядра). Такие противоположные изменения в электрической активности головного мозга при зрительном и вестибулярном воздействиях обусловлены адресацией афферентной информации от рецепторов зрительной и вестибулярной систем к разным отделам головного мозга, что в конечном счете отражается на частотно-амплитудных характеристиках ЭЭГ.

В следующей серии экспериментов, с помощью Н-рефлексометрии, при открытых глазах обследуемых было зарегистрировано три фазы торможения флексорного рефлекса с максимумами проявления на 2, 10 и 150 мс. Среднестатистические данные влияния экспериментальной зрительной депривации на реципрокное взаимодействие мышц предплечья человека показали, что при закрытых глазах обследуемых наблюдалось усиление этих трех фаз торможения, причем следует отметить, что степень достоверности была выше на первых двух максимумах проявления торможения (Р<0, 05). Одновременная активация всех полукружных каналов вызывала усиление всех максимумов как при закрытых, так и при открытых глаза обследуемых примерно в два раза по сравнению с контролем. Тенденция сохранялась и при избирательной активации, однако в данном случае торможение было не так заметно выражено. Следует отметить тот факт, что глубина длительных фаз торможения флексорного рефлекса изменилась незначительно по сравнению с первой фазой, что можно объяснить их полисинаптичностью, а значит и низкой скоростью проведения в афферентах и циркуляцией возбуждения в нейронных цепях спинного мозга. Предполагается, что данные изменения рефлекторных взаимодействий могут быть обусловлены как сегментарными влияниями, так и влияниями от надсегментарных структур. Причем последние имеют более сильный и значимый эффект.

Ключевые слова: произвольные движения, спинной мозг, возбуждение, торможение, реципрокное взаимодействие мышц, полукружные каналы, зрительная система, ЭЭГ.

 

Kofan I. N. The modulation of segmental the ingibitory processes at the activation of sensory apparatus of semicircular canales of the human.  Manuscript.

Candidate dissertation in biology on the speciality 03. 00. 13  physiology of human being and animals.  Taras Shevchenko Kiev National University, Kiev, 2002.

In the course of work the revealing of mechanisms and impulsation changes influence ways from the vestibulaire and visual systems receptors on the movements regulation processes was conducted. As motoneurons are the terminal chain in the free movements regulation, the H-reflexometrics method was used in the investigations, and it shows the state of spinal cord motoneurons faisceaus. It is shown, that semicircular canals activation leads to the decreasing of flexor answer amplitude and the strengthening of inhibition three phases in reciprocal interactivity of flexor and extensor muscles of humans forearm. It is essential that the canals activation calls for the amplitude decreasing not so significant, as it is at the canals single activation. The same trend is preserved at the closed eyes, but the inhibition depth of H-answer strengthens. Such changes of reflexive interactivities can be influenced both spinal and supraspinal influences on moto- and interneurons, and also the links which influence body orientation in space and take part in the voluntary movements organization.

Key words: voluntary movements, spinal cord, exitation, inhibition, muscles reciprocal interactivity, semicircular canals, visual system, EEG.