УТВЕРЖДАЮ - Биологический факультет СПбГУ
реклама
«УТВЕРЖДАЮ» декан биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета Горлинский И.А. Отчёт за первый год работы по программе поддержки творческой молодёжи. Зыкин Павел Александрович Пренатальный онтогенез сенсомоторной коры больших полушарий мозга человека Научный руководитель: д.б.н., доцент кафедры высшей нервной деятельности и психофизиологии Краснощёкова Елена Ивановна Введение Социальная значимость проблем, связанных с состоянием здоровья детей обуславливает необходимость их решения на основе реализации мероприятий, направленных на снижение показателей детской заболеваемости, инвалидности и смертности, сохранение и укрепление здоровья на всех этапах развития ребенка. Вместе с тем, современные, научно обоснованные технологии по диагностике и профилактике нервнопсихических патологий у детей разрабатываются крайне слабо. Интерес к эмбриогенезу неокортекса человека вызван высоким процентом инициируемых в этот момент патологий ЦНС. Полагают, что нарушение условий пренатального онтогенеза может вызывать аномальное развитие коры в результате отсутствия апоптоза нейронов эмбриональной структуры коры – субпластинки (Sbarbati et al., 2004; Albrecht et al., 2005). Учитывая гетерохронное развитие областей коры разной функциональной направленности и повышенную уязвимость неокортекса в период присутствия субпластинки, необходимость изучения последовательности кортикогенеза очевидна. В зависимости от времени нарушения нормальных условий эмбриогенеза патологический процесс может затронуть различающиеся территориально и функционально области коры. Выявление областей коры, которые, по признаку присутствия субпластинки, наиболее уязвимы, при наличии повреждающих факторов, способствует разработке научно- обоснованных коррекционных и реабилитационных мероприятий. По данным Е.И.Краснощековой с соавторами (2006, 2007) в период с 16 по 26 недели гестации височная преимущественно за область счет коры нижних мозга ее слоев человека (слои развивается V,VI), то есть «эфферентного» комплекса, а с 27 по 36 недели – за счет верхних слоёв (слои II,III,IV) – «ассоциативного» комплекса. В течение исследованного периода наблюдается переход от эмбрионального расслоения коры к типичному, характерному для зрелого мозга, и дифференцировка верхней височной подобласти на цитоархитектонические поля. Созревание «эфферентного» комплекса происходит в присутствии субпластинки и, по- видимому, незначительно зависит от ее состояния, однако очевидна взаимообусловленность темпов созревания нейронов слоев II и IV, основной составляющей «ассоциативного» комплекса коры, и процессов элиминации субпластинки. Эти слои начинают дифференцироваться усиленным темпом только после начала элиминации нейронов субпластинки и опережают становление «эфферентного» комплекса начиная с 27 недели гестации. Эти результаты подтверждаются литературными данными, согласно которым, в модельных экспериментах на животных созревание тормозных интернейронов в слое IV зависит от клеток субпластинки, несостоявшаяся элиминация последних изменяет нормальное становление тормозных процессов, оказывая влияние на модульную организацию коры (Kanold, Shatz, 2006). В случае воздействия неблагоприятных факторов в пренатальный период наиболее чувствительными к воздействию являются нейроны субпластинки при этом, известно что наличие субпластинки необходимо для формирования таламо-кортикальных связей, а последующая элиминация этой структуры необходима для формирования локальных сетей интернейронов «афферентных» слоёв коры. В структуре врожденной инвалидизации детей наиболее очевидными и тяжелыми нарушениями считаются нарушения функции моторной системы, такие как детский церебральный паралич, эпилепсия. Традиционно причиной такой патологии считают нейродистрофическое поражение коры головного мозга (обзор, Б.Н. Клосовский, 1960; Барашнев и др.,1991, 1996, 2000). Современное представление о моторной коре предполагает новый взгляд на проблему упорядоченного представительства мышечного аппарата в этой области коры и ее участие в организации движений (обзор Schieber H. 2001). Складывается представление, что моторная кора может рассматриваться как совокупность мозаично перекрывающихся представительств простых и комплексных движений, упорядоченных лишь в общем направлении. В отличие от устоявшихся представлений, очевидно что моторная кора имеет в своём составе выраженный ассоциативный компонент и не рассматривается как простая, переключающая структура (Батуев А.С., 1981,обзор Schieber H. 2001). Для реализации ассоциативной функции эта область коры обладает определёнными выражено локальными структурированным сетями интернейронов таламическим входом, и прежде что всего, показано в модельных экспериментах на животных (Зыкин, 2006). Таким образом, подрастание таламокортикальных волокон к нейронам субпластинки даёт возможность новых трактовок механизма компенсации в ответ на дефекты развития. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАНОВЛЕНИЯ МОТОРНОЙ КОРЫ МОЗГА ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА ВО ВТОРОМ И ТРЕТЬЕМ ТРИМЕСТРАХ ПРЕНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА. За отчётный период в плане решения поставленной цели были решены следующие задачи: ● Разработка морфометрического критерия выделения субпластинки в составе развивающейся коры мозга. ● Исследование цитоархитектоники моторной коры у плодов 16,25,39 и 40 недель гестации. Результаты и обсуждение Закономерность дифференцировке и последовательность моторной коры основных неокортекса событий позволяет при выделить следующие этапы: по мере развития мозга происходит утолщение коры, при чем в период с 16 по 26 недели преимущественно за счет нижних ее слоев, то есть «эфферентного» комплекса, а с 27 по 36 недели – за счет верхних – «ассоциативного» комплекса. В течение указанного периода наблюдается переход от эмбрионального расслоения коры к типичному, характерному для зрелого коры мозга. На более поздних сроках наблюдается дифференцировка на цитоархитектонические поля. Для объективной оценки онтогенетических преобразований неокортекса, был разработан количественный критерий дифференцировки субпластинки в его составе, а именно положительно коррелирующие показатели изменения клеточной плотности слоя eII – наружной каймы корковой пластинки и spu - верхней зоны субпластинки. Кроме возможности выявления субпластинки, этот критерий может в дальнейшем позволить понять причину и установить сроки опережающей дифференцировки «эфферентного» комплекса коры, и сменяющее ее более активное становление «ассоциативного» комплекса. Созревание «эфферентного» комплекса происходит в присутствии субпластинки и, по-видимому, незначительно зависит от ее состояния. С другой стороны очевидна взаимообусловленность темпов созревания нейронов слоев II и IV, основной составляющей «ассоциативного» комплекса дефинитивной коры, и процессов элиминации субпластинки. Эти слои начинают дифференцироваться усиленным темпом только после апоптоза нейронов субпластинки и опережают становление «эфферентного» комплекса начиная с 27 недели гестации. «Эфферентный» комплекс коры развивается раньше «ассоциативного» и в присутствии субпластинки. Становление «ассоциативного» комплекса зависит от субпластинки, что, по-видимому, связано с функцией ее нейронов, заключающейся в переключении таламо-кортикальные афферентов. С учетом того, что присутствие субпластинки в составе коры определяет время ее повышенной уязвимости при наличии повреждающих факторов, последовательность дифференцировки «эфферентного» и «ассоциативного» компонентов неокортекса позволяет обоснованно предполагать, что мальформация субпластинки в большей степени сказывается на развитии «ассоциативного» компонента. В случае с моторной корой это может может обосновать альтернативную по отношению к нейродегенеративной, теорию, которая объяснит врождённые нарушения моторной функции изменением системы связей. В свою очередь, это даст фундаментальное обоснование для разработки адекватных методов адаптации и восстановления для детей с подобными нарушениями. Участие в грантах: ● СОИСПОЛНИТЕЛЬ ГРАНТА РГНФ 06-06-00408А «ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИФИКИ СТАНОВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ИНТЕГРАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСШИХ ПСИХИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ У ДЕТЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ДОНОШЕННОСТИ И ЗРЕЛОСТИ НОВОРОЖДЁННОГО РЕБЁНКА» ● СОИСПОЛНИТЕЛЬ ГРАНТА РГНФ 07-06-00679А «ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ПАТОГЕНЕЗА ВЫСШИХ ПСИХИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ У ЧЕЛОВЕКА В ПРЕНАТАЛЬНОМ И РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДАХ» ● ПОДАНА ЗАЯВКА НА КОНКУРС ДЛЯ МОЛОДЫХ КАНДИДАТОВ НАУК КЦФЕ «ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ОНТОГЕНЕЗ МОТОРНОЙ ОБЛАСТИ КОРЫ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА» Педагогическая нагрузка ● ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО КУРСУ «ПСИХОЛОГИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИИ» 16 ЧАСОВ (ОБЩЕКАФЕДРАЛЬНЫЙ КУРС) С ● Курс компьютерной «Основы морфометрии» микроскопической (читается на техники английском и языке) для ОСНОВАМИ магистров, обучающихся на программе «Темпус» 16 часов ● Большой практикум 16 часов (на кафедре высшей нервной деятельности и псиофизиологии) ● Практические занятия по курсу «Морфология ЦНС» 16 часов (на кафедре высшей нервной деятельности и псиофизиологии) Всего 64 часа педагогической нагрузки Публикации ● «Сравнительное исследование распределения кальбиндин позитивных интернейронов полей 4 и 7 мозга кошки» на конференции "Структурнофункциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга-2006" ГУ НИИ мозга РАМН (г. Москва) 26.10.200627.10.2006 ● Тезисы «Предпосылки модулей сенсомоторной структурно-функциональной коры» на юбилейный пластичности ХХ Съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Москва) 04.06.2007– 08.06.2007 ● Тезисы «Пренатальные особенности неокортекса мозга человека» на международный конгресс по перинатальной психологии (г. Москва) 21.05.2007-25.05.2007 ● Статья «Исследование распределения кальбиндин позитивных интернейронов поля 4 мозга кошки» Физиологический ж. имени И.М. Сеченова. Подготовлена к печати.
