Розглядається проблема опису цілісних форм поведінки клітини і значення такого типу поведінки для функціонування нервової тканини на різних етапах її розвитку, що є важливим для розв'язання ряду традиційних питань теорії нейронних сіток, таких, як зміни інтенсивності взаємодії нейронів в процесі навчання, природа динамічних режимів, існуючих в сітці, та ін.

На математичній моделі нейрона вивчались властивості активної мембрани при дії тонічно активованих N-метил-D-аспартатних (НМДА) синаптичних входів і досліджувався вплив дендритної геометрії на соматопетальне перенесення струму. Розглядалася можливість більшої ефективності (щодо вкладу в соматопетальний струм) дистальних ділянок дендритів, ніж проксимальних. Порівнювались вклади сестринських гілок у "чистий" струм, що переносився до соми при різних рівнях деполяризації, спричиненої дією однорідно розподілених синаптичних входів.

Досліджено можливості використання полярографічного визначення рівня О₂ в експериментах з петч-клемп-реєстрацією. Застосовувався платиновий вимірювальний електрод діаметром 0,3 мм, хлорсрібний індиферентний електрод та підсилювач струму, зв'язаний із комп'ютерною системою. Отримані полярограми показали, що ремп-поляризація вимірювального електрода індукувала електродний струм, який змінювався нелінійно; його графік являв собою двоступінчасту криву із специфічним плато. Плато полярографічної кривої тест-електрода знаходилося між -500 та -800 мВ, його центр відповідав приблизно -700 мВ. Це значення потенціалу використовувалось як потенціал реєстрації в подальших експериментах. Ми встановили, що потенціал виділення водню для платинового електрода із діаметром 0.3 мм становив -900 мВ. Електродний струм лінійно залежав із коефіцієнтом пропорційності, рівним 1,16, від концентрації О₂ в розчині. Ми також випробували "одноточковий" підхід для оцінки абсолютного значення P_O2 розчину. Похибка вимірювань дорівнювала приблизно 5 %, що вказує на можливість використання тестованої методики в петч-клемп-експериментах, які проводяться на нервових клітинах із одночасним вимірюванням концентрації кисню в омиваючому клітину розчині.

Це модельне дослідження мало на меті з'ясування зв'язку між локальними властивостями і ефективністю соматопетальної передачі струму, викликаного активацією тонічних збуджуючих входів, що рівномірно розподілені вздовж однорідних дендритів. Показано, що в дендритах, мембрана яких має N-подібну вольт-амперну характеристику (завдяки її негативному нахилу в певному діапазоні потенціалів), дистальні ділянки можуть бути більш ефективними щодо соматопетальної передачі струму від розподілених тонічно активованих збуджуючих синаптичних входів, ніж проксимальні ділянки тих самих дендритів. Викликана цими входами неоднорідна дендритна деполяризація має бути всюди в межах діапазону негативного нахилу вольт-амперної характеристики. В модельних дендритах, які, подібно до дендритів мотонейронів n.abducens щура, отримували потенціалзалежні синаптичні НМДА-входи, такі просторові ефекти при слабких деполяризаціях, викликаних синаптичним збудженням докритичної інтенсивності. При понадкритичній інтенсивності активації деполяризація підвищувалась і виходила за межі негативного нахилу характеристики, а проксимальні ділянки ставали більш ефективними, ніж дистальні. Припускається, що стійкі вхідні струми (в тому числі й інші, ніж НМДА-індуковані) можуть забезпечувати подібні ефекти.

Проаналізовано роль іонів кальцію у фунціонуванні нервових клітин у нормі та за патологічних станів, зокрема, діабетичної гіперглікемії, порушень кислотно-лужного балансу, гіпоксії, а також синаптичної пластичності, збудливості та диференціювання нервових клітин, створення нейрональних систем. Висвітлено особливості порушень кальцієвої сигналізації у розвитку та перебігу діабетичних нейропатій, внутрішньоклітинних механізмів вивільнення іонів кальцію у випадку гіпоксії. Розлянуто питання вікової патології у порушеннях кальцієвого гомеостазу.

Проанализирована роль ионов кальция в функционировании нервных клеток в норме и в процессе патологических состояний, в частности, диабетической гипергликемии, нарушениях кислотно-щелочного баланса, гипоксии, а также в синаптической пластичности, возбудительности и дифференцировании нервных клеток, создании нейрональных систем. Освещены особенности нарушений кальциевой сигнализации в развитии и протекании диабетических нейропатий, внутреннеклеточных механизмов высвобождения ионов кальция в случае гипоксии. Рассмотрены вопросы возрастной патологии в нарушениях кальциевого гомеостаза.

Висвітлено методи інтелектуального аналізу даних, які базуються на застосуванні теорії штучних нейронних мереж та генетичних алгоритмів. Проаналізовано різноманітні варіанти архітектури нейронних мереж та типи генетичних алгоритмів. Значну увагу приділено різновидам побудови формальних нейронів, технології мереж і класичним методам їх навчання, а також методам підготовки задач для вирішення на нейрокомп'ютерах.

Освещены методы интеллектуального анализа данных, базирующиеся на применении теории искусственных нейронных сетей и генетических алгоритмов. Проанализированы разнообразные варианты архитектуры нейронных сетей и типы генетических алгоритмов. Значительное внимание уделено разновидностям построения формальных нейронов, технологии сетей и классическим методам их обучения, а также методам подготовки задач для решения на нейрокомпьютерах.

Узагальнено дані щодо поліфункціональності та взаємозумовленості процесів функціонування мітохондрій і рецепторних структур за умов підтримання гомеостазу в разі дії чинників різної етіології, проаналізовано роль оксиду азоту у цих процесах. Розкрито вплив адреналіну на оксисно-відновний потенціал, напруження та сталу швидкості поглинання кисню суспензією мітохондрій печінки та підшлункової залози; вплив ацетилхоліну на поглинання кисню ізольованими клітинами даних органів за умов попередньої блокади холінорецепторів атропіном і бензогексонієм; вплив ксенобіотиків на ефективність регулювання клітинного дихання норадреналілом і ацетилхоліном.

Обобщены данные о полифункциональности и взаимообусловленности процессов функционирования митохондрий и рецепторных структур в условиях поддержания гомеостаза при воздействии факторов разной этиологии, проанализирована роль оксида азота в этих процессах. Раскрыто влияние адреналина на оксидно-восстановительный потенциал, напряжение и постоянную скорость поглощения кислорода суспензией митохондрий печени и поджелудочной железы; влияние ацетилхолина на поглощение кислорода изолированными клетками данных органов в условиях предварительной блокады холинорецепторов атропином и бензогексонием; влияние ксенобиотиков на эффективность регулирования клеточного дыхания норадреналином и ацетилхолином.

Вивчено розповсюдження імпульсів по нервових волокнах. Одержано систему рівнянь, яка описує розповсюдження по близько розташованому пучку нервових волокон. Нервові волокна описано за допомогою рівнянь зв'язаних нелінійних коливань у кожному з волокон. Для чисельного вирішення цієї складної математичної проблеми розроблено універсальний ефективний алгоритм.

Изучено распространение импульсов по нервным волокнам. Получена система уравнений описывающая распространение по близко расположенному пучку нервных волокон. Нервные волокна описаны уравнениями связанных нелинейных колебаний в каждом из волокон. Для численного решения этой сложной математической проблемы разработан универсальный эффективный алгоритм.

In activity the distribution of impulses on nervous fibers is studied. The set of equations depicting distribution on the close arranged fascicle of nervous fibres is obtained. The nervous fibers are described by equations of bound non-linear oscillations in each of fibres. For a numerical solution of this composite mathematical problem the universal effective algorithm is designed.

Субодиничний склад нікотинових холінорецепторів (НХР) нейронів нижнього брижового ганглія (НБГ) морської свинки визначено з використанням антитіл, специфічних до <$E alpha sub 3>-, <$E alpha sub 4>-, <$E alpha sub 5>- та <$E alpha sub 7>-субодиниць НХР, та стандартної методики внутрішньоклітинного відведення потенціалів. Показано, що аплікація <$E alpha sub 3>-специфічних антитіл у 17-ти з 20-ти досліджених нейронів ізольованих НБГ призводила до зменшення амплітуди ЗПСП, викликаних подразненням міжбрижового тракту, у середньому на <$E 29,7~symbol С~1,8> %. Дія <$E alpha sub 4>-специфічних антитіл не викликала змін амплітуди ЗПСП у нейронах НБГ (<$E n~=~10>). Дослідження ефекту <$E alpha sub 5>-специфічних антитіл було проведено на 20-ти нейронах; амплітуда ЗПСП у них під впливом даних антитіл зменшувалася на <$E 40,0~symbol С~1,8> %. Суперфузування препаратів гангліїв розчином, що вміщував і <$E alpha sub 3>-, і <$E alpha sub 5>-специфічні антитіла, повністю усувало синаптичні відповіді нейронів (<$E n~=~3). Дія <$E alpha sub 7>-специфічних антитіл виявлялась у збільшенні амплітуди ЗПСП у 13-ти з 15-ти досліджених нейронів у середньому на <$E 37~symbol С~6> %, що дозволяє припустити наявність <$E alpha sub 7>-вмісних НХР у НБГ морської свинки та їх непряму участь у здійсненні синаптичної передачі через цей ганглій. Аплікація антитіл не викликала достовірних змін мембранного потенціалу нейронів НБГ. Отже, синаптична передача в НБГ морської свинки здійснюється, в основному, за участю <$E alpha sub 3>- та <$E alpha sub 5>-вмісних НХР, тоді як <$E alpha sub 4>-вмісні НХР не задіяні в реалізацію даного процесу.

Ключ. слова: нікотинові холінорецептори, alpha-субодиниці, підслизове сплетення кишечника, антитіла
Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж61875 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С помощью метода фиксации потенциала patch-clamp в конфигурации "целая клетка" исследован <$E alpha>-субъединичный состав функциональных никотиновых холинорецепторов нейронов подслизистого сплетения тонкого кишечника морской свинки. В качестве специфических блокаторов мембранных токов, вызванных аппликацией ацетилхолина, использовались антитела, иммунореактивные к определенным наружным участкам каждой из исследуемых субъединиц. <$E alpha>3- и <$E alpha>5-специфические антитела при независимом добавлении в перфузирующий раствор вызывали изменение тока ответа нейрона на ацетилхолип на <$E 60~symbol С~1,56> и <$E 65~% ~symbol С~ 1,62~%> соответственно. Последовательная аппликация <$E alpha>5-специфических антител на фоне действия <$E alpha>3-специфических антител не приводила к большему угнетению ответа нейрона на агонист. <$E alpha>7-специфические антитела в перфузирующем растворе у 80 % исследуемых нейронов вызывали уменьшение амплитуды ацетилхолинового тока на <$E 24~% ~symbol С~1,51~%>, у 20 % нейронов - на <$E 67~% ~symbol С~1,5~%>. Добавление <$E alpha>4-специфических антител во внеклеточный раствор не приводило к достоверному изменению ответов нейронов на ацетилхолин. Во всех случаях добавление атропина в концентрации <$E 1~cdot~10 sup -6> моль/л не вызывало достоверных изменений амплитуды и кинетики вызванного ацетилхолинового тока, а добавление бензогексония в концентрации <$E 1~cdot~10 sup -4> моль/л полностью блокировало ответ нейрона на аппликацию ацетилхолина, что свидетельствовало об участии в формировании ответа исключительно никотиновых холинорецепторов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в фор

мировании ответа на ацетилхолин нейронов подслизистого сплетения тонкого кишечника морской свинки принимают участие <$E alpha>3-, <$E alpha>5 и <$E alpha>7-содержащие холинорецепторы. <$E alpha>3- и <$E alpha>5-субъединицы ассоциированы в составе одних рецепторов, которые в большинстве нейронов опосредуют основную часть ответов клетки на действие агониста. Однако существуют нейроны, у которых основную роль в формировании ответа играют <$E alpha>7-содержащие никотиновые холинорецепторы.

Рассмотрен метод комплексного анализа формально-логической модели нейрона с позиций его надежности и сложности, использующий дискретное пространство состояний. Полученные результаты позволяют подойти к решению задачи синтеза надежных искусственных нейронных сетей и объясняют возможный механизм надежности биологических нейронных сетей.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.117.52

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж26810 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: нейронний нікотиновий ацетилхоліновий рецептор, верхній шийний ганглій, ацетилхолініндукований струм, іони свинцю
Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11*01

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж61875 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: алкалоз, кальцієва сигналізація, спінальні нейрони дорсального рогу, мітохондрії, ендоплазматичний ретикулум
Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11*01

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж61875 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: ацидоз, спінальні дорсальні ганглії, низькопорогові кальцієві канали
Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11*01

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж61875 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: ніфедипін, ооцити, нейрони, низькопорогові кальцієві канали
Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11*01

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж61875 Пошук видання у каталогах НБУВ 

У культивованих пірамідних нейронах кори головного мозку щурів проведено реєстрацію в конфігурації "ціла клітина" постсинаптичних струмів (ПСС), викликаних прямою електричною стимуляцією аксона прилеглого інтернейрона. Аплікація бікукуліну в концентрації 5 мкМ призводила до швидкого повного й оборотного блокування цих струмів. У випадку лінійної зміни підтримуваного потенціалу на мембрані постсинаптичної клітини амплітуда усереднених струмів також змінювалася лінійно. Струми зазнавали реверсії, якщо величина потенціалу складала -16 мВ (що є наближеним до значення потенціалу реверсії для іонів хлору за відповідних концентрацій у внутрішньо- та позаклітинному розчинах). Зроблено висновок про те, що зареєстровані струми є гальмівним ПСС (ГПСС), опосередкованим викидом гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК). Амплітуди зареєстрованих струмів варіювали від вимірного мінімуму 8 пА до більш, ніж 150 пА за підтримуваного потенціалу на мембрані постсинаптичної клітини -80 мВ. Значення часу до піку струмів, які мають малі та великі амплітуди, істотно не відрізнялись і складали близько 6,4 мс. Спад струмів найкраще апроксимувався моноекспоненціальною функцією з середнім значенням сталої часу 17 мс. Сталі часу спаду ГПСС розподілялися відповідно до нормального закону. Розподіли амплітуд ГПСС у ряді випадків мали унімодальний характер зі зміщенням у бік більших значень, однак за звичай виявляли чітку полімодальність. Розподіл амплітуд можна описати сумою кількох нормальних розподілів; відстань між модами гауссіан у середньому складала <$E25~symbol С~6> пА. На підставі одержаних оцінок величини

одноквантових ГАМК-індукованих ГПСС у нейронах кори головного мозку зроблено висновок про універсальність розміру везикул у ГАМК-ергічних синапсах інтернейронів різних відділів ЦНС.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*739.11 + Р415.160.23-3

Рубрики:

Загальна зоологія

Цукровий діабет

Шифр НБУВ: Ж26810 Пошук видання у каталогах НБУВ