РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Загальні питання.
Дослідження були проведені на 32 кішках обох статей попередньо навчених виконувати їжездобуваючі інструментальні рухи. Для відведення нейронної активності в хронічному досліді, проводилась хірургічна операція тварини. В асептичних умовах під глибоким барбітуратовим наркозом (загальна доза 40 мг/кг внутрішньочеревно) голову тварини фіксували у стереотаксичному пристрої СЕЖ-3. Відсепаровані м`язи черепа фіксували распатером та ранорозширювачем. Відносно стереотаксичних координат знаходили ділянку трепанації. В наслідок трепанації над піддослідною частиною кори створювався отвір діаметром 12 мм. Далі, у череп тварин вживляли металеву циліндричну втулку, діаметром 1 см, яку закріплювали шурупами і швидкодіючою пластмасою. Наявність отвору у втулці давало можливість вільного доступу до 3-4 зон моторної кори (рис. 2.1. ). Внутрішній діаметр втулки складав 6.5 мм, що і складало розмір піддослідної ділянки кори. Відведення нейронної активності здійснювалось за допомогою мікроманіпулятору (рис. 2.2.). Реєстрацію імпульсної активності нейронів проводили не раніше ніж через добу після проведення операції.
Аналізовані рухи згинання виконувались в умовах фіксації плеча. Важливою особливістю проведеного експерименту було те, що в деяких випадках до передпліччя прикладалося неінерційне постійне зовнішнє навантаження, яке було спрямоване проти зусилля, яке розвиває аналізована група м'язів.
Виконання цих умов дозволяло одержати рухи, що реалізовувалися за рахунок активності тільки однієї групи м`язів-агоністів для даного руху, а функція антагоністів заміщалася дією постійного зовнішнього навантаження. Подібна експериментальна ситуація виглядає штучною, але в межах діапазону досліджуваних швидкостей, що застосовувалися в роботі, (відносно повільні, не більш 90 град/с, небалістичні переміщення) моменти інерції, що виникали, були настільки малі, що їхнє подолання не вимагало відповідної активації екстензорів. У результаті перехід суглоба з початкового рівноважного положення на цільову позицію, міг здійснюватись тільки за рахунок активності м`язів-агоністів для даного руху.
Рис. 2.1
Ділянки кори мозку, в яких здійснювалась реєстрація імпульсної активності нейронів.
На формування ЕМГ впливають такі фактори, як відстань активних м`язових волокон до місця відведення, розміри цих волокон та інше. Однак сам принцип відведення (сумація електричних полів від дуже великої кількості активних елементів, процедура обробки - інтегрування, згладжування і т.д., дає можливість констатувати, що ці впливи не мають бути ефектами першого порядку і ними можна в значній мірі знехтувати [ 13, 22, 89].
Рис. 2.2
Схема мікроманіпулятору, за допомогою якого, здійснювалась реєстрація нейронної активності.
1- вихідний електрод;
2- скляний мікроелектрод;
3- маніпулятор глибини проникнення мікроелектроду;
4- фіксатори положення мікроелектроду;
5- механізм кріплення маніпулятору глибини;
6- плексова втулка;
7- металева циліндрична втулка;
8- отвір для проникнення втулки;
9- пластмаса, яка кріпить втулку;
10 - піддослідні зони кори мозку;
На всіх рисунках представлені тільки усереднені дані. Для аналізу відбиралися дані з відсутністю вираженого систематичного тренда рівнів ЕМГ-реакцій у досліджених м'язах.
2.2 Відведення нейронної активності та її обробка.
Для відведення нейронної активності використовували скляні мікроелектроди з опором 0.5-1МОм і низькою селективністю, що дозволяло одночасно відводити активність декількох нервових клітин. Мікроелектроди заповнювали розчином NaCl (3.5 моль/л ). Для доставки мікроелектрода до нейронів кори він розміщувався в напрямній канюлі, що служила одночасно і фіксатором, та містився у втулку вживлену в череп тварини. Пошук точок відведення здійснювався за топографічними картами кори. Відведення нейронної активності проводили в ділянках кори, мікростимуляція яких викликала згинання ліктьового суглоба. Мікростимуляцію здійснювали за допомогою 5-10 стимулів, які пропускались через мікроелектрод, при безупинному контролі сили струму, який у всіх експериментах не перевищувала 50 мкА.
Після підсилення і фільтрації, потенціали дії кожного окремого нейрону надходили до амплітудного дискримінатору (рис 2.3). Виділені, за допомогою визначеного каналу дискримінатора, спайки, відповідні окремому нейрону, контролювали спостереженням нативного процесу на екрані катодного осцилографа та спостереженням за спалахами індикатора вихідних імпульсів. Отримані дані, у вигляді миттєвих частот активності (рис 2.3) вводили в ЕОМ. На їхній основі будували перестимульні гістограми ( ПСГ ) (рис 2.4). Довірчий інтервал (рівний двом стандартним відхиленням), був розрахований для фонової активності. Про початок рухової активності судили по ЕМГ біцепса.
Рис. 2.3
Приклад виділення імпульсної активності двох поодиноких нейронів шляхом послідовного перетворення в стандартні імпульси потенціалів дії різної амплітуди.
1- імпульсна активність нейрона з великою амплітудою потенціала дії;
2- імпульсна активність нейрона з меншою амплітудою потенціала дії.
ПСГ активності поодиноких нейронів приводились до однієї реалізації шляхом ділення кількості імпульсів в одному біні на кількість реалізацій, які використовувались для побудови гістограми. Середня кількість імпульсів у біні, яка приходить на одну реалізацію, поділялась на тривалість біна в секундах і таким чином знаходили середню частоту імпульсної активності в одному біні ПСГ, та відложували її по осі ординат. При побудові сумарної ПСГ активності декількох нейронів, активність поодиноких нейронів, складали між собою по ординатам відповідних бінів ПСГ, приведених до однієї ре