Многоуровневая организация функциональной межполушарной асимметрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, доктор биологических наук Клименко, Людмила Леонидовна

• Клименко, Людмила Леонидовна
• доктор биологических наук
• 2004

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многоуровневая организация функциональной межполушарной асимметрии»

Актуальность темы.9

Цели и задачи исследования.12

Основные положения, выдвигаемые на защиту.13

Научная новизна.14

Научно-практическое значение.15

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Клименко, Людмила Леонидовна

Выводы

1. Система функциональной межполушарной асимметрии имеет многоуровневую организацию 5 и< представлена на различных ее уровнях - от поведенческого до субмолекулярного.

2. Динамика биохимических, нейрофизиологических, энергетических: и поведенческих паттернов ФМА синхронизирована и описывается сходными многофазными М-образными кривыми.

3. В процессе онтогенеза сохраняется; межполушарный нейрофизиологический, температурный и концентрационный градиент. Поддержание межполушарных градиентов обеспечивается церебральным энергетическим метаболизмом, динамика интенсивности которого также синхронизирована с динамикой показателей различных уровней ФМА.

4. Между показателями различных уровней ФМА: коэффициентом, моторной, асимметрии, уровнем: постоянного потенциала, концентрацией продуктов» свободнорадикального окисления и микроэлементов и температурой существуют, достоверные взаимодействия.

5. Физиологически неравнозначные полушария головного мозга характеризуются различной скоростью старения: у животных быстрее стареет субдоминантное полушарие.

6. ФМА обладает устойчивостью к стрессу, однако полушария имеют различную чувствительность к неблагоприятным воздействиям: при ускоренном радиационном старении * моторная асимметрия, межполушарная разность потенциалов и межполушарная разность концентрации липофусцина претерпевают инверсию, что приводит к пострадиационному полевению популяции экспериментальных животных.

7. При вовлеченности организма в патологический процесс ФМА закономерно изменяется: левополушарное доминирование сменяется правополушарным, а затем амбидекстрией.

8. Развитие патологического процесса приводит к нарушению церебрального энергетического метаболизма, следствием чего является: выравнивание распределения УПП по поверхности мозга — эквипотенциализация коры больших полушарий.

9. ФМА принимает участие в модуляции иммунного ответа при развитии системных аутоиммунных заболеваний: существует взаимосвязь между иммуно-биохимическими показателями активности патологического процесса и показателем церебрального энергетического метаболизма. Тип ФМА может быть определен через комплекс иммуно-биохимических характеристик.

10. После отдаленного по времени радиационного облучения в коре головного мозга человека сохраняется пострадиационный энергодефицит, выражающийся в снижении УПП в полушариях головного мозга. Наиболее чувствительным к радиационному воздействию оказывается правое полушарие.

11. Показатели различных уровней системы ФМА находятся между собой в динамических отношениях, закономерно изменяясь в процессе старения и при неблагоприятных воздействиях, что дает возможность многоуровневой системе ФМА участвовать в формировании адаптивных реакций.

Заключение

Итак, в результате проведенного исследования удалось решить поставленные задачи.

ФМА - это многоуровневая иерархическая система, внутри которой предыдущий уровень рассматривается как механизм для последующего, более высоко расположенного уровня. Нейрофизиологические, биохимические, энергетические: и- поведенческие корреляты ФМА находятся между собой в динамическом взаимодействии, их возрастная динамика синхронизирована и взаимообусловлена, а структура связей , внутри системы меняется в пространстве и времени. Данное представление соответствует высказыванию Ь.уоп ВеПа1апГГу: «структура - это не иерархия системы, а система переплетающихся иерархий». Именно система связей обеспечивает структуру ФМА, поддержание которой требует энергозатрат, меняющихся в процессе старения: энергозатраты максимальны в репродуктивный период, когда процесс выбора ассоциируется с выполнением генетической программы продолжения вида.

ФМА - устойчивая система, она сохраняется и при старении, и при агрессивном радиационном-воздействии, однако полушария стареют с разной скоростью и обладают разной чувствительностью к радиационному облучению, это различие обусловлено физиологической неоднозначностью полушарий: быстрее стареет субдоминантное полушарие, но чувствительность к облучению выше у доминантного. Если при старении ФМА сохраняется, немонотонно ослабевая с возрастом, то при радиационном воздействии она претерпевает инверсию.

При вовлеченности организма в стресс-реализующий патологический процесс ФМА принимает участие в модуляции иммунного ответа, закономерно изменяясь с развитием аутоиммунного заболевания. Характеризующий ФМА. межполушарный нейрофизиологический градиент является значимым предиктором: иммунного ответа и, соответственно, активности и стадии аутоиммунного процесса. При; генерализованной аутоиммунной агрессии, распространяющейся * в направлении от крови к ткани мозга, затрагиваются все компоненты, принимающие участие в, генезе УПП; Иммунные комплексы повреждают стенки сосудов головного мозга, происходит пробой гематоэнцефалического - барьера, проницаемость мембран эндотелиальных клеток увеличивается, их потенциал уменьшается, процессы, повреждения распространяются на глиальные элементы, а затем и на нейроны. Все эти явления происходят несинхронно в разных отделах; головного мозга,. что вначале приводит к увеличению разброса УПП. Однако при распространении повреждений; и: расширении; очагов атрофии на значительные области головного мозга происходит уменьшение разброса УПП вследствие тотального повреждения мембран клеток нервной системы. Результатом развития этого сценария становится эквипотенциализация коры мозга, дезинтеграция нервной и иммунной систем, утеря асимметричной организации и появление амбидекстрии в терминальной стадии заболевания.

При повреждающем радиационном воздействии ФМА сохраняется, но динамически изменяется вместе с изменением потенциала. Эти. изменения сохраняются и в отдаленные сроки после облучения: спустя 12 лет после аварии на ЧАЭС функциональная межполушарная асимметрия ликвидаторов «помнит» о полученном в 1986 году радиационном поражении, демонстрируя пострадиационный энергодефицит, инверсию межполушарных отношений, деструкцию межцентральных отношений и, соответственно, ухудшение процессов передачи информации в ЦНС.

Таким образом, все многообразие изменений ФМА и сопряженных с ними изменений иммуно-биохимического статуса организма в конечном итоге служит для оптимизации формирования адаптационного синдрома при стресс-реализующем патологическом процессе внешнего или внутреннего генеза.

Отводя ЦНС традиционно ведущую роль в процессах управления, можно утверждать, что структурно-функциональная организация межполушарной асимметрии подчинена задаче мобилизации и оптимизации многоуровневого каскада адаптивных реакций, осуществляя управление формированием адаптационного синдрома в прстранственно-временном континууме внешних и внутренних воздействий на организм как открытую систему.

Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Клименко, Людмила Леонидовна, 2004 год

1. Sperry R.W. Hemisphere Deconnection and Unity Consious Awareness // American Psyhologist-1968.- V. 23. -P. 723-733.

2. Gazzaniga M.S. One brain two minds // Amer. Sci.- 1972.-V. 60, № 3 - P. 311-317. Collins R.L. On the inheritance of handedness. I. Laterality in inbred mice //. J. Heredity - 1968.- V. 59 №3. P. 9-12.

3. Collins R.L. When left-handed mice lives in right-handed words.// Sciense.- 1975- V. 87 (4171).-P. 181-184.

4. Фокин В.Ф. Центрально-периферическая организация функциональной моторной асимметрии. Дисс. д-ра биол. наук. М., 1982 460 с.

5. Sengar A.R., Gupta R.K., Dhanuka А.К., Roy R., Das K. MR imaging, MR angiography, and MR spectroscopy of the brain in eclampsia. // AJNR Amer. J. Neuroradiol 1997-V.18,№ 8.-P. 1485-1490.

6. Зенков Л.P., Ронкин P.А. Функциональная диагностика нервных болезней— М: Медицина, 1991. 367 с.

7. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Энергетическая физиология мозга. М.: "Антидор", 2003.- 288 с.

8. Фокин, В.Ф., Пономарева Н.В., Гаврилова С.И. Энергетический аспект деятельности головного мозга при нормальном старении и болезни Адьцгеймера.// Вестник РАМН. 1994. -№ 1- С. 39-41.

9. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., Орлов О.Н., Лидеман P.P., Ерин А.Н. Связь электрических реакций головного мозга с процессами перекисного окисления липидов при патологическом старении. // Бюлл. эксперим. биол. — 1989 — Т.54, № 6-С. 682-684.

10. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Интенсивность церебрального энергетического обмена: возможность его оценки электрофизиологическим методом.// Вестник РАМН. 2001.-№ 8.- С. 38-43.

11. Betancur, C., Vitiello S., Borell J., Guaza C., Neveu P.J. Activity of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in mice selected for left- or right-handedness. // Brain Res. 1992. -V. 589, №2. C. 302-306.

12. Geschwind N., Behan P. Hormones, handedness and immunity // Immunol. Today -1984.- V. 5, № 7. C. 190-191.

13. Neveu P.J. Cerebral lateralization and immune response // Encephale. 1989 - V. 15, № 4.-C. 405-408.

14. Neveu P.J. Asymmetrical brain modulation of the immune response. // Brain Res. Rev. -1992.-V. 17, №2. C. 101-107.

15. Neveu PJ. Asymmetrical brain modulation of immune reactivity in mice: a model for studying interindividual differences and physiological population heterogeneity? // Life Sci. 1992.- V. 50, №i. - C. 1-6.

16. Neveu P.J. Brain lateralization and immunomodulation .// Int J Neurosci. 1993. - V.70, № 1-2.- C. 135-143.

17. Брагина H.H., Доброхотова.Т.А. Функциональные асимметрии человека- М.: Медицина, 1981-С. 287.

18. Абрамов В.В. Интеграция иммунной и нервной систем.- Новосибирск: Наука, 1991.-167 с.

19. Абрамов В.В., Абрамова Т.Я. Асимметрия нервной, эндокринной и иммунной систем — Новосибирск: Наука, 1996 96 с.

20. Ашмарин И.П. (Ред). Биохимия мозга— СПб.: Изд-во СПб университета, 1999320 с.

21. Herrick C.J. The Brain of the Tiger Salamander Amblystomy tigrinum Chicago. Univ.: Chicago Press -1948.

22. Бианки В.JI. Асимметрия мозга животных. Л.: Наука, 1985.- 295 с.

23. Бианки В.Л. Механизмы парного мозга. — Л.: Наука, 1989 — 264 с.

24. Полинг Л., Поллинг П. Химия.- М.: Мир, 1978 683 с.

25. Heachcock А.М, Agranoff B.W. Clockwise grouth of neurites from ratinal expiants.// Science. 1977. - V. 198, № 4312,- P. 64-66.

26. Бианки В.Л. Эволюция парной функции мозговых полушарий. Л.: Наука, 1967.260 с.

27. Nottebohm F. Asymmetrias in neural control of vocalisation r in the canary.— N. Y. : Latéralisation in the nervous system, 1977 C. 23-44.

28. Nottebohm F. Origins and mechanisms in the esteblishment of cerebral dominanse N. Y.: Handbook Behavioral Neurobiol.- 1979.-V. 2:- C. 295-344;

29. Levy J., Trevarthen.C., Sperry R.W. Perceptual, Semantic Language Processes in Split Brain Patients // Brain. 1977.- V. 100. - P. 105-118.

30. Levy J., Trevarthen C., Metacontrol of Hemispheric Function in Human Split Brain Patients. // J. of Experimental Psychology. 1976. - V. 2. - P. 299-312.

31. Ухтомский A.A. Доминанта М.-Л.: Наука, 1966 - 273 с.

32. Русинов B.C. Доминанта. Электрофизиологические исследования — М.: Медицина, 1969.-231 с.

33. Павлыгина Р.А. Доминанта и ее значение в поведении животного. // Успехи физиологических наук.- 1982.-Т. 13. С. 31-47.

34. Леутин B.IL, Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и , функциональная асимметрия мозга-Новосибирск, 1988:- 192 с.

35. Ильюченок Р. Память и адаптация.- Новосибирск,. 1979. — 192 с.

36. Обухова JI.K., Клименко JI.JI., Соловьева А.С. Изменение функциональной моторной асимметрии при старении и после облучения. // Изв. АН. Сер. биол.1997.-№3.-С. 315-319.

37. Клименко Л.Л., Деев А.И., Протасова О.В., Фокин В.Ф., Пирузян Л.А. Асимметрия старения больших полушарий головного мозга крыс // Биофизика.1998. Т. 43., № 6.- С. 1063-1066.

38. Доброхотова Т.А, Брагина Н.Н. Функциональная асимметрия и, психопатология > очаговых поражений мозга. — М.: Медицина, 1977. 359 с.

39. Semmes J. Hemicpheric specialization, a possible clue to mechannisms. // Neuropsychologia. -1968.-№ 6 С. 11-26.

40. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг.- М.: Мир, 1983. 256 с.51. van Wagenen W.,.Herren R. Surgical Division of Commisural Pathways in the Corpus Callosum.// Archives of Neurology and Psychiatry. 1940.-V. 44. - P. 740-759.

41. Gazzaniga M.S. The bisected brain. N.-Y: Appleton-Century-Crofts,. 1970.i.

42. Бехтерев B.M. Проводящие пути спинного и головного мозга.- СПб., 1898.

43. Филимонов И.Н. Сравнительная анатомия коры большого мозга млекопитающих.-М. 1949.

44. Анохин О.С. О принципах организации интегративной деятельности мозга— М.: Медицина, 1976. 280 с.

45. Батуев А.С. Высшие интегративные системы мозга,- Л.: Наука, 1981;

46. Rosen G.D., Sherman G.F., Galaburda А.М. Interhemispheric connections differ between symmetrical and asymmetrical brain regions.// Neuroscience — 1989.-V. 33 № 3.-P. 525-533.

47. Rosen G.D., Sherman G.F., Galaburda A.M. Ontogenesis of neocortical asymmetry: a 3H.thymidine study // Neuroscience. 1991- V. 41? № 2-Зю - P. 779-790.

48. Galaburda A.M., LeMay M., Kemper Т., Gecshwind N. Right-Left Asymmetries in the Brain. // Sciense. 1978. - V. 199. P. 852-856.m