Резюме. Таким образом, выработка всех исследованных видов внутреннего торможения сопровождается сходными изменениями биоэлектрических показателей деятельности мозга в направлении усиления фазной активности нейронов новой коры, т. е. чередования активации и торможения их потенциалов действия, и повышения амплитуды соответствующих медленных колебаний потенциала, фоновых и вызванных, Эти изменения в работе соответствующих структур головного мозга определяют основную функцию внутреннего торможения – ограничение выхода возбуждения к эффекторам. При отмене подкрепления условный стимул перестает вызывать активацию нейронов и их растормаживание. Относительное усиление активности тормозных систем, локальных и общемозговых, при действии неподкрепляемого стимула устраняет условия для свободной передачи возбуждения. Это происходит и по причине резких перепадов возбудимости и реактивности отдельных нейронов вследствие чередования их де- и гиперполяризации, и вследствие расхождения частот и фаз отражающих эти процессы медленных колебаний потенциалов во взаимосвязанных популяциях нервных клеток.
Это положение четко иллюстрируется и при работе с применением модели сети из возбудительных и тормозных нейроноподобных элементов, имеющих параметры, соответствующие таковым реальной нервной системы. Следовательно, в наших экспериментах находит свое решение основной вопрос, который ставили нейрофизиологи до периода развития технологии одновременной записи поведения, медленных колебаний потенциала и активности нейронов структур головного мозга: «Почему при отмене подкрепления прекращаются условно-рефлекторные ответы на условный стимул?».
Таким образом, вероятно, можно сказать, что наши экспериментальные данные и их анализ с точки зрения сведений современной нейрофизиологии дают необходимое обоснование гиперполяризационной теории внутреннего торможения.
Влияние деривата ГАМК – Фенибута на поведение, ЭЭГ и активность нейронов при выработке оборонительного рефлекса и условного торможения
Как известно, гамма-амино-масляная кислота (ГАМК) является наиболее вероятным медиатором тормозных гиперполяризационных влияний в коре головного мозга (Krnjevic & Schwartz, 1967; Krnjevic, 1974; Tebecis, 1974; Johnston, 2005 и др.). Поэтому для исследования нейромедиаторного обеспечения внутреннего торможения было необходимо провести эксперименты по изучению влияния ГАМК на активность нейронов коры при обучении. В настоящее время в клинике нервно-психических заболеваний широко применяется Фенибут – фенильное производное ГАМК (гидрохлорид гаммаамино бета фенил-масляной кислоты), синтезированный для того, чтобы ГАМК (его основная составная часть) проникала через гематоэнцефалический барьер (Перекалин и Зобачева, 1959). Фенибут является ноотропом и в России применяется для терапии ментальных заболеваний, в том числе для лечения детского синдрома нарушения внимания и повышенной двигательной активности и для амбулаторного лечения шизофрении после пребывания больных в условиях стационара.
В опытах на бодрствующих необездвиженных кроликах мы изучали влияние Фенибута на поведение и биоэлектрическую активность коры головного мозга при выработке оборонительного рефлекса на вспышки света и условного тормоза (те же вспышки, что и при выработке оборонительного рефлекса, но включаемые на фоне непрерывного света без подкрепления) (Шульгина и соавт., 1985). Регистрировали потенциалы действия нейронов зрительной области коры, медленные колебания потенциала зрительной и сенсомоторной областей новой коры и гиппокампа, дыхание и движения задней лапы, на которую наносили болевое подкрепление – ЭРК, до и в течение 3–4 часов после подкожного введения Фенибута в дозе 40 мг/кг в 3 мл 0,9 % раствора NaCl.
После введения Фенибута вначале наблюдались фазные изменения вероятности движений на вспышки света – УС и на неподкрепляемые вспышки, включаемые на фоне непрерывного света – условного тормоза. В течение первых полутора часов снижалась вероятность движений на подкрепляемые вспышки света. Затем наблюдалось растормаживание ответов на тормозные вспышки. Через 2–2,5 часа после введения Фенибута у кроликов наблюдалось отчетливое и стабильное улучшение различения подкрепляемых и тормозных вспышек света за счет небольшого увеличения вероятностей ответа на активирующие стимулы и снижения числа движений на тормозные раздражители (рис. 32).
Рис. 32. Вероятности двигательных реакций кроликов до и после введения Фенибута на первую вспышку света – сигнал оборонительного рефлекса – первый столбик в паре, и на первую вспышку на фоне условного тормоза – непрерывного света – второй столбик в паре.