Исследование импульсной активности

НЕРВНЫХ КЛЕТОК В УСЛОВИЯХ

ПЕРЕЖИВАЮЩИХ СРЕЗОВ МОЗГА

 

Переживающий срез мозга млекопитающих – это клеточно-тканевая модель центральной нервной системы, сохраняющая основные нейрональные элементы и их связи такими же, как и в соответствующем отделе мозга. По истечении определенного периода инкубации в растворе, срез становится электрофизиологически активным и позволяет в течение нескольких часов изучать импульсную активность отдельных нейронов или нейрональных сетей под влиянием различных фармакологических агентов и биологически активных веществ, а также целого ряда экстремальных факторов: гипо-ксии, гипер- и гипотермии, лазерного и электромагнитного излучения.

В настоящее время срезы мозга как экспериментальная модель широко используется в различных научных лабораториях мира для изучения функции отдельных нервных клеток в условиях их полной изоляции от интегрирующих влияний всего мозга и организма в целом. Как правило, используются срезы мозжечка, гиппокампа, коры больших полушарий, гипоталамуса, спинного мозга.

Для работы необходимы: перфузионная камера с прозрачным дном (рис. 88, Б), вмонтированная в столик инвертированного микроскопа, усилитель биопотенциалов с катодным повторителем, осциллограф, частотный анализатор, самописец, микроманипулятор, стеклянные микропипетки, заполненные ЗМ раствором NаСl, с диаметром кончика 1–2 мкм и сопротивлением 7–20 мОм, термостатирующее устройство для подогрева перфузата до 35–36 ^оС, раствор Эрла (рН 7,3–7,4), карбоген (95% О₂ и 5% СО₂), эфир, препаровальный набор ин-струментов.

Объект исследования – мыши, крысы.

Рис. 88. Регистрация импульсной активности нейронов

в срезе мозжечка крысы:

 

А – срез мозжечка крысы, 500 мкм. Проекция через фотоувеличитель; Б – перфузионная камера; В – типы импульсной активности нейронов мозжечка в срезе:

1 – непрерывный тип; 2 – непрерывно-пачечный; 3 – пачечный тип

 

Проведение работы. Под легким эфирным наркозом проводится препаровка кожи головы и костей черепа. Кусочком лезвия безопасной бритвы, фиксированным в зажиме Кохера в сагиттальной плоскости под визуальным контролем, готовят срезы мозжечка толщиной 300–500 мкм, включающие в себя кору мозжечка, подкорковые и вестибулярные ядра (см. рис. 88). Вся процедура приготовления срезов должна длиться не более 2–3 мин. В теменной области в той же плоскости готовят срезы коры больших полушарий. Для изготовления срезов гиппокампа глазным скальпелем снимают зрительную кору, после чего открывается доступ к гиппокампу. Срезы гипоталамуса берут в области проекции дорсомедиальных ядер. Затем срезы помещают в перфузионную камеру с прозрачным дном в тефлоновые кольца – ограничители с выемками для протока жидкости. Сосуд с перфузионной жидкостью (раствор Эрла) устанавливают на 1 м выше камеры со срезами и с помощью полиэтиленовых трубок соединяют с входом в перфузионную камеру. Отток жидкости производится через выходную трубку в сосуд, расположенный ниже камеры, в которую поступает уже подогретый до 35–36 °С с помощью устройства с регулируемым подогревом раствор, через который в течение всего эксперимента пропускается карбоген. В инкубационном растворе срезы мозжечка и гиппокампа находятся 40–60 мин, а срезы коры и гипоталамуса – 1,5 ч, после чего производится регистрация спонтанной импульсной активности нейронов, к которым с помощью микроманипулятора под визуальным контролем и контролем инвертированного микроскопа или лупы подводится стеклянный микроэлектрод. Для регистрации импульсной активности используется обычная электрофизиологическая установка. Импульсную активность можно наблюдать визуально на экране осциллографа, проводить фоторегистрацию или записывать гистограмму на чернильно-пишущем самописце.

Результаты работы и их оформление. Проанализируйте полученные данные, укажите тип активности нейрона (непрерывный, пачечный или непрерывно-пачечный). Измерьте амплитуду импульсов и подсчитайте их частоту (типичные кривые см. на рис. 88, В).

 

 

Р а б о т а  12

ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ КУРАРЕ

НА ОРГАНИЗМ ЖИВОТНОГО

 

Кураре представляет собой комплекс алкалоидов, способных блокировать передачу нервных импульсов в нервно-мышечных синапсах поперечно-полосатой мускулатуры. При поступлении в кровь кураре избирательно действует на постсинаптическую мембрану мионевральных синапсов скелетных мышц. Механизм действия кураре сводится к блокированию Н-холинорецепторов постсинаптической мембраны поперечно-полосатых мышц, поэтому выделяющийся в окончаниях двигательных нервных волокон ацетилхолин не вызывает развития деполяризационного постсинаптического потенциала на постсинаптической мембране поперечно-полосатого мышечного во-локна. Прямое раздражение мышцы или отдельного мышечного волокна вызывает сокращение и при действии кураре.

 

 

Задача 1