Головна » Статті » Фізіологія » ЦНС

Методи вивчення функцій центральної нервової системи
Метод екстерпації (видалення) і перерізу різних частин ЦНС є одними з найдавніших методів експерементально-фізіологічного дослідження. Вони дають деякі відомості про функціональне значення різних відділів головного і спинного мозку і використовуються як у гострих, так і хронічних експериментах. За їх допомогою фізіолог виясняє, які функції центральної нервової системи зникають після застосованого оперативного втручання і які зберігаються.

Переріз мозку виконується на різних рівнях. Повне поперечне перерізання спинного мозку або мозкового стовбура роз'єднує вищерозміщені відділи центральної нервової системи від нижчележачих і дозволяє вивчити рефлекторні реакції, які здійснюються центрами головного і спинного мозку, що знаходяться нижче рівня перерізу. Таким шляхом можна також вивчити, яке значення в діяльності того чи іншого відділу центральної нервової системи мають імпульси, що приходять в нього з вищерозташованих відділів.

Методика перерізання дає можливість отримати спінальну тварину (для цього переріз здійснюють на рівні верхніх сегментів спинного мозку), бульбарну тварину (поперечним розрізом відокремлюють довгастий мозок від середнього), мезенцефальну тварину (переріз здійснюють між середнім мозком і проміжним), діенцефальну тварину (переріз здійснюють вище проміжного мозку, відокремлюючи його від великих півкуль).
Поперечним перерізом мозку користуються для вивчення функцій вищерозміщених частин центральної нервової системи. Так, Ф. Бремер вивчав електричну активність головного мозку, ізольованого від розташованих нижче відділів центральної нервової системи (переріз виконували на рівні довгастого мозку), та ізольованих великих півкуль (перерізали на рівні проміжного мозку).

Методики екстирпації і перерізання є вкрай грубими прийомами впливу на настільки складно і тонко організований механізм, як центральна нервова система. При застосуванні цієї методики експериментатор зустрічається з низкою явищ, що ускладнюють оцінку результатів, які спостерігаються після операції. У перші дна операційна травма (порушення цілості тканин, запалення, біль) пригнічує функції центральної нервової системи. Потім на місці перерізання мозку або віддаленої ділянки відбувається розростання рубцевої тканини, яка подразнює навколишню нервову тканину. Так, при видаленні окремих ділянок великих півкуль в результаті утворення рубця і його збуджуючої дії виникають іноді судомні (епілептичні) припадки.

Поряд з видаленням великих ділянок мозку нерідко застосовуються локальні (обмежені) пошкодження нервових центрів. У минулому для цієї мети застосовували механічні пошкодження - уколи голкою або скальпелем. Сьогодні локальні ушкодження нервових центрів здійснюють, вводячи в мозок тонкі електроди, через які пропускають постійний струм, чим викликають електролітичне руйнування тканин. Застосовують також заморожування або термокоагуляцію ділянок мозку. Для вузькообмежених ушкоджень центральної нервової системи також застосовують вплив точно спрямованим ззовні потужним фізичним агентом, що руйнує нервову тканину.

Певні ділянки центральної нервової системи можна зруйнувати шляхом зведення в одну точку декількох тонких потужних пучків рентгенівських променів або ультразвукових коливань. Для цього рентгенівські трубки або генератори ультразвуку розташовують над головою тварини так, щоб вузьконаправлені рентгенівські промені або ультразвукові коливання великої потужності, що йдуть від них, сфокусувалися в певній точці мозку. Таким чином можна пошкодити ділянку мозкової тканини об'ємом в 1 кубічний міліметр і навіть менше.

До впливу ультразвуку найбільш чутливі мієлінові оболонки, тому нервові шляхи можуть пошкоджуватися при такій інтенсивності дії, при якій не пошкоджуються нервові клітини.

Для руйнування точно визначених ділянок центральної нервової системи застосовували також вузькі пучки протонного випромінювання, отримані за допомогою потужного синхроциклотрона (діаметр пучка може дорівнювати товщині волосини). При певній інтенсивності протонного опромінення шкірні покриви і кісткова тканина залишатимуться неушкодженими, а нервова тканина, що більш чутлива до цього опромінення, руйнується.
Видалення різних ділянок мозку, перерізання нервових шляхів і вузько локалізоване руйнування окремих нервових центрів здійснюється не тільки в експериментах на тваринах, але й у людини під пас нейрохірургічних операцій. Результати таких оперативних втручань дають важливі дані для фізіології.

Методика подразнення

Електричне подразнення. Методика електричного подразнення є одним з основних способів дослідження функцій центральної нервової системи. У 1870 р. Фрітч і Гітциг, а потім В. Я. Данилевський, В. М. Бехтерєв і багато інших дослідників показали, що слабкий електричний струм, прикладений до певних ділянок кори великих півкуль головного мозку, викликає у тварин різні рухові реакції. За допомогою локального подразнення можна викликати скорочення окремих м'язових груп і навіть ізольовані скорочення тільки одного м'яза.

Після того як методика електричного подразнення була апробована в експерименті на тваринах, вона була застосована також і при нейрохірургічних операціях у людини. З її допомогою хірург визначає функціональну роль різних ділянок кори мозку. Так як такі операції проводяться в умовах місцевого знеболювання, коли оперований зберігає свідомість, то він може повідомити про відчуття, що виникають у нього при подразненні. Виявилося, що залежно від локалізації електродів на поверхні кори великих півкуль у людини можуть виникнути відчуття тепла, холоду, уколу, «повзання мурашок» по різних ділянках тіла, а також світла, звуку, запаху. Характер відчуття - його модальність - залежить від місця подразнення мозку.

Методику подразнення застосовують і при дослідженні функції підкіркових структур стовбура мозку і спинного мозку. Структури мозку подразнюють не тільки в гострих, але і в хронічних дослідах. Для цього в різні структури мозку імплантують електроди, які закріплюють за допомогою зубного цементу в кістках черепа. Підключаючи до електродів дроти від стимулятора, можна протягом багатьох місяців подразнювати певні нервові центри і вивчати функціональні зміни, викликані цим подразненням. Для подразнення застосовують тонкі електроди і близький до порогових величин електричний струм для того, щоб він діяв на обмежену ділянку центральної нервової системи (в межах декількох кубічних міліметрів). Дуже важлива при цьому точність підведення електрода до необхідної ділянки мозку, що досягається за допомогою стереотаксичної техніки.

Хімічне подразнення. Вперше методика хімічного подразнення для вивчення функцій центральної нервової системи була застосована І. М. Сеченовим в його класичному досвіді, яким він довів, що одразнення області зорових горбів прикладанням кристаликів NaCl викликає гальмування спінальних рефлексів.

Для хімічного подразнення різних ділянок спинного та головного мозку при багатьох дослідженнях користуються місцевим впливом різних речовин, наркотиків. Особливо широко в нейрофізіологічних дослідженнях застосовується методика локальної стрихнізації.

Для цього на оголену поверхню мозку накладають змочений розчином стрихніну шматочок фільтрувального паперу площею в кілька квадратних міліметрів або вводять крапельку цього розчину в підкіркові ядра чи мозковий стовбур. Стрнхнін вимикає гальмівні синапси, внаслідок чого різко підвищуються рефлекторні реакції у відповідь на аферентні імпульси. Методика стріхнізаціі застосовувалася Дюссер-де-Бареном для визначення локалізації сенсорних функцій. При локальному отруєнні кори великих півкуль або при введенні розчину стрихніну в різні ділянки зорових горбів спостерігається підвищена чутливість до дотику в різних областях шкірної поверхні - у тих, від яких імпульси надходять до отруєних стрихніном ділянок мозку.

В останні роки для введення різних речовин в центральну нервову систему застосовують спосіб електрофоретичної мікроін'єкції. З цією метою в досліджуваний нервовий центр вводять найтоншу мікропіпетку, заповнену досліджуваним розчином. Так як отвір піпетки дуже вузький, сили поверхневого натягу перешкоджають витіканню розчину, тому для виходу речовини в тканину використовують метод електрофорезу. У зовнішній, більш широкий кінець мікропіпетки вводять один електрод, а інший прикладають до поверхні тіла.
Пропускаючи через електроди слабкий постійний струм, домагаються надходження в тканину речовини, розчин якого заповнює піпетку.

Електрофізіологічні методи

При вивченні стану та діяльності різних відділів центральної нервової системи отримані особливо цінні результати шляхом реєстрації біоелектричних явищ. Такі дослідження проводять як в гострих, так і в хронічних дослідах на тваринах, а також під час нейрохірургічних операцій і діагностичних процедур у людини. У всіх цих випадках застосовують електроди. Їх прикладають до шкіри голови або до оголеної поверхні того чи іншого відділу головного або спинного мозку. До глибоких нервових центрів електроди підводять за допомогою стереотаксичної апаратури.

Розміри і форми електродів можуть відрізнятися залежно від завдання дослідження . Якщо потрібно відводити електричні потенціали від обмеженої групи клітин, то застосовують металеві або скляні електроди товщиною в кілька мікронів. Металеві електроди є тонким дротом, покритим ізолюючим лаком по всій її довжині, за винятком кінчика; скляні електроди - мікропіпетки, заповнені трьохмолярним розчином КСl. Застосовують як моно-, так і біполярні відведення. У першому випадку один електрод підводиться до досліджуваної ділянки центральної нервової системи, а другий - великих розмірів - поміщають на відстані від першого, зазвичай на поверхні шкіри. При біполярному відведення обидва електроди прикладають до досліджуваної ділянки.

Для дослідження стану центральної нервової системи при деяких її захворюваннях нині застосовують введення в різні ділянки головного мозку хворого великого числа тонких золотих або платинових дротів - електродів, кінці яких виводять на поверхню черепа. Таким способом за характером електричної активності різних ділянок мозку судять про локалізацію патологічного вогнища (Грей, Уолтер, Н. П. Бехтерєв). Після цього, пропускаючи через уражену ділянку мозку за допомогою введеного в нього дротяного електрода сильний постійний струм, викликають електролітичне руйнування патологічного вогнища.

При електрофізіологічних дослідженнях центральної нервової системи реєструють фонову, або так звану спонтанну, електричну активність і її зміни під впливом різних аферентних подразнень. Вивчають також електричну імпульсацію у відцентрових нервах, які несуть імпульси на периферію, чи у внутрішньоцентральних провідних шляхах, що передають імпульси від однієї ділянки центральної нервової системи до інших.

Категорія: ЦНС | Додав: Lolim (23.10.2013)
Переглядів: 7694 | Теги: фізіологія, стереотаксис, електрофізіологічні методи, переріз, зруйнування, ЦНС, електричне і хімічне подразнення, екстирпація, методи вивчення | Рейтинг: 3.5/2
Всього коментарів: 0
Имя *:
Email:
Усі смайли
Подписка:1
Код *: