Влияние транскраниальной магнитной стимуляции (тмс) на электрокортикограмму у крыс в ранней стадии формирования коразолового киндлинга

АННОТАЦИЯ

В исходной ЭКоГ активности у крыс в ранней стадии коразолового киндлинга, характеризующейся формированием спайк- волновых комплексов, отмечалось выраженное участие коры левого полушария в формировании взаимных позитивных связей между исследуемыми зонами мозга, что было менее характерным для коры правого полушария. Присутствие взаимных отрицательных связей также имело место в этот период. В течение ТМС (синхронное генерирование спайковых разрядов во всех структурах мозга) формировалась единая система на основе исключительно взаимных положительных связей. В постстимуляционном периоде связи между структурами характеризовались развитием положительных взаимовлияний между мозжечком и корой правого полушария, что может свидетельствовать о вовлечении структур мозжечка в контроль возбудимости мозга. При этом имела место редукция спайк- волновой активности.

Ключевые слова: коразоловый киндлинг, множественная линейная регрессия, транскраниальная магнитная стимуляция, абсансная эпилепсия.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) применяется для компенсации проявлений эпилептической активности у пациентов с резистентными к фармакотерапии формами заболевания [2, 5]. Установлено, что ТМС вызывает снижение спайк-волновой активности у крыс линии WAG/rij с наследственной формой абсансной эпилептической активности [4]. Причем, развитие положительного терапевтического эффекта отмечается в состоянии пасивного бодрствования животных, носило временный характер и отмечалось при предъявлении незначительного числа (до пяти) импульсов магнитного поля. Подобное действие ТМС показывает возможность развития «антиабсансного» действия ТМС. До последнего времени, однако, не было проведено исследования влияния ТМС на других моделях абсансной формы эпилептического синдрома.

Поэтому задачей настоящей части исследования явилось изучение особенностей электрографических проявлений абсансной формы эпилептического коразол-провоцированного киндлинг-синдрома на ранней стадии его формирования [2]. При этом для определения характера взаимоотношений между структурами коры головного мозга, складывающихся под влиянием ТМС, применяли моделирование на основе анализа ЭЭГ данных с помощью метода множественной линейной регрессии, позволяющий верифицировать направление, характер и выраженность функциональных связей между структурами мозга [1, 3].

Материал и методы исследования.

Исследования выполнены в условиях хронического эксперимента на 17 крысах - самцах линии Вистар массой 170-240 г в соответствие с требованиями GLP и комиссии по биоэтике ОНМедУ (протокол № 84 от 10 октября 2008 г.). С целью воспроизведения абсансной формы киндлинга животным на протяжении 12-14 суток в/бр применяли коразол в первоначально подпороговой дозе (25,0 мг/кг, в/бр). В исследовании наблюдали тех животных, у которых последние три инъекции эпилептогена вызывали вспышки характерных спайк-волновых комплексов в структурах коры головного мозга частотой разрядов 6-9 в с и амплитудой....в течение которых у животных отмечались поведенческие проявления - эквивлаенты абсансной формы эпилепсии - замирания, дрожание головы и вибрисс, снижение реакций на дотрагивания и звуковые сигналы [2, 4].

Животным под нембуталовым наркозом (40,0 мг/кг) вживляли электроды во фронтальные (AP=3,2; L=2,5) [2], и затылочные (AP=- 7,8; L=2,5) отделы неокортекса обоих полушарий. Через 7 дней с момента наблюдения животных использовали в эксперименте. При этом осуществляли биполярную запись при постоянной времени 0,3-1,0 сек, приняв за основу следующую систему отведений: 1-левое полушарие (лобно- -затылочное отведение); 2- правое полушарие; 3- лобная кора; 4- затылочная кора; 5- палеоцеребеллум. В качестве контроля исследовали ЭКоГ крыс линии Вистар (7 животных), фиксированных в футлярах, но без воздействий магнитными импульсами.

Запись на жесткий диск ЭКоГ осуществляли при дискретизации 256 в сек, в условиях свободного поведения крыс. Формирование математических моделей ЭКоГ осуществляли с помощью разработанной нами программы на основе метода множественной линейной регрессии и корреляции, используя средние величины показателя амплитуды ЭКоГ за 10 секундный интервал (всего обрабатывали 30 интервалов усредненных по числу экспериментальных животных). При этом определяли характер (положительные и отрицательные) связей между структурами, их направление и достоверность взаимных влияний при P<0,1. Результат анализа представляли в виде мультиграфов [3].

Источником ТМС был аппарат «Авимп», генерирующий магнитные импульсы с величиной индукции на высоте их развития в 1,5 Тл. Всего животным, фиксированным в пластмассовых футлярах, наносили раздражение 20 импульсами (расстояние между катушкой и поверхностью черепа 3,0 см, частота стимуляции- 0,3 Гц).

Результаты исследования и их обсуждение. Фоновая активность в коре головного мозга киндлинговых крыс (8-12 введений эпилептогена) характеризовалась развитием спайк- волновых комплексов с частотой отдельных разрядов от 7 до 10 в с и их амплитудой от 100 до 500 мкВ. При этом средняя длительность комплексов составляла 5 секунд (с колебаниями от 2 до 25 с). Частота развития подобных комплексов составляла от 13 до 20 в час. В период формирования спайк- волновых комплексов отмечались характерные для абсансной эпилепсии поведенческие проявления: замирание животного, тремор вибрисс, единичные подергивания мышц морды, животные не реагировали на тактильные и звуковые сигналы.

В течение ТМС у животных отмечались клонические судорожные подергивания мышц всего тела в ответ на отдельные стимулы, которые совпадали с генерированием спайковых потенциалов (0,5-1,5 мВ), синхронно возникающих во всех отведениях ЭКоГ. При этом отсутствовали спайк- волновые комплексы.

Через 1 час с момента прекращения ТМС отмечалось появление спайк- волновых комплексов, которые имели продолжительность 3,5 секунды (с колебаниями от 1 до 20 сек) и возникали с частотой от 7 до 13 в час (частота определена за 20-минутный промежуток времени, начиная с 50-й минуты с момента прекращения ТМС. В течение развития данных комплексов у животных отмечались типические для абсансной эпилепсии замирания и тремор вибрисс.

Мультиграф, отражающий взаимоотношения между исследованными участками мозга до проведения ТМС характеризовался наличием взаимных положительных связей между структурами коры обоих полушарий, наличием взаимных положительных связей между корой левого полушария и лобными отделами коры мозга, а также отрицательных с затылочными отделами неокортекса. В то же время между лобной корой и корой правого полушария выявляются отрицательные связи. В этот период времени между корой палеоцеребеллума и неокортексом правого полушария обнаруживались взаимные положительные связи, в то время как лобная кора обоих полушарий оказывала отрицательные влияния на кору мозжечка.

В течение ТМС, когда во всех отведениях регистрировались синхронные с импульсными воздействиями спайковые потенциалы, все связи между структурами были только положительного характера и их общее число было больше, чем в исходном фоне (соответственно 13 против 9). Характерным для этого периода было полное отсутствие спайк- волновых потенциалов.

Через 30 мин с момента прекращения ТМС, когда в ЭКоГ выявлялось возобновление генерирования спайк- волновых комплексов, между исследованными структурами мозга выявлялись практически те же взаимосвязи, что и в исходном фоне. В отличие от фоновой ЭкоГ, вместо положительных связей коры мозжечка между корой левого полушария и мозжечком регистрировались отрицательные влияния со стороны неокортекса, при этом между палеоцеребеллумом и корой правого полушария устанавливались взаимные положительные отношения. Также выявлялся эффект усиления взаимных положительных отношений между затылочными и лобными отведениями.

Таким образом, приведенные результаты показали, что в исходной ЭКоГ активности у крыс в ранней фазе развития киндлинга отмечается более высокая степень участия коры головного мозга левого полушария в формировании взаимных положительных связей с другими структурами мозга, в сравнении с таковой коры правого полушария. Исходная фоновая активность также характеризуется наличием взаимных отрицательных связей между структурами мозга. В течение ТМС формируются своеобразные отношения между структурами мозга, которые можно характеризовать как формирование единой системы отношений на основе разветвленных взаимных положительных влияний. Этот момент соответствует эффекту одновременного возникновения спайковых разрядов во всех исследованных структурах мозга. Подобная картина весьма характерна для патологической эпилептической системы-комплекса эпилептических очагов, которые генерируют одновременно спайковые разряды, объединенные детерминантными влияниями ведущего очага эпилептогенеза [2, 4].

В постстимуляционном периоде отношения между исследованными образованиями носили иной в сравнении с исходным фоном характер. К отличительным особенностям возможно отнести появление взаимных положительных отношений между мозжечком и правым полушарием, что возможно объяснить как эффект изменения межполушарных взаимоотншений в постстимуляционном периоде. Этот момент может быть характерным признаком вовлечения мозжечка, как структуры противоэпилептической системы в контроль возбудимости мозга крыс в ранней фазе развития киндлинга, что проявилось снижением уровня спайк- волновой активности в постстимуляционном периоде.

Можно полагать, что ТМС способна подавлять не только генерализованные формы эпилептогенеза, отличающиеся определенной резистивностью к фармакотерапии, но и абсансную форму эпилепсии. Кроме того, учитывая тот момент, что данная форма эпилептогенеза может быть использована в качестве модели депрессивного состояния [2], можно думать, что механизмы осуществления антидепрессивного действия ТМС могут быть исследованы в условиях данной модели эпилептогенеза.

ВЫВОДЫ:

1.В ранней стадии коразол - провоцированного киндлинга применение ТМС вызывает эффект провокации спайковых разрядов в структурах коры мозга с последующим развитие противоэпилептического эффекта в постстимульном периоде.

2.Применение метода множественной линейной регрессии позволяет определить характер взаимоотношений между структурами мозга в условиях применения воздействий ТМС.

ЛИТЕРАТУРА

  1. .Конформационные особенности биологически активных аналогов меланостатина// Ю.Е.Шапиро, В.Я.Горбатюк, В.М.Кабанов и соавт. / Биоорганическая химия.-1990.-№12.-С.1607- 1617.
  2. .Моделирование и механизмы подавления экспериментального эпилептического синдрома/ Л.С.Годлевский, Е.В.Коболев, В.Ф.Мустяца, Г.А.Дроздова. - Одесса: КП ОГТ, 2010. - 350 с.
  3. .Functional Relationships between brain and cerebellar cortex during absence and clonic seizures/ V.N.Zaporozhan, L.S.Godlevsky, G.N.Vostrov et al.,// Functional Neurology, Rehabilitation, and Ergonomics.- 2011.-Vol. 1.-P. 39-52.
  4. .Influence of transcranial magnetic stimulation on spike- wave discharges in a genetic model of absence epilepsy/ L.G.Godlevsky, E.V.Kobolev, van E.L.J.M.Luijtelaar, A.M.L.Coenen // Indian Journal of experimental Biology.—2006.—Vol.44.—P.49-54.
  5. .Transcranial magnetic stimulation: its current role in epilepsy research / U.Ziemann, B.J.Steinhoff, F.Tergau, W.Paulus // Epilepsy Res.-1998.- Vol.30(1).- P. 11- 30.
Год: 2014
Город: Шымкент
Категория: Медицина