Моноаминергические системы и поведение
Центральная организация моноамннергнческих систем. По-видимому, моноаминергические нейронные системы имеют большое значение в общей регуляции поведения человека и животных. К ним относятся дофаминергические, норадренергические и серотонинергические системы, берущие начало в области ствола мозга и иннервирующие практически все отделы головного мозга. Если обработать ткань альдегидами или глиоксалевой кислотой, то содержащиеся в ткани моноамины образуют с этими веществами комплексы с характерной флуоресценцией в ультрафиолетовых лучах (при этом длина волны испускаемого света для каждого моноамина своя). Эта особенность используется в гистофлуоресцентной микроскопии для обнаружения тел, аксонов и окончаний моноаминергических нейронов в центральной нервной системе. Тела норадренергических нейронов (рис. 16.30, слева) расположены отдельными группами в продолговатом мозгу и мосту, и особенно в голубом пятне (locus coeruleus); восходящие аксоны идут главным образом в составе медиального пучка переднего мозга. Аксоны, проходящие в дорсальных отделах ствола мозга, исходят преимущественно из голубого пятна. Они иннервируют различные структуры среднего мозга, таламуса и переднего мозга, и прежде всего миндалину, гиппокамп, поясную извилину, энторинальную область коры и новую кору. Норадренергическая иннервация неокортекса по сравнению с дофаминергической (см. ниже) более диффузная и равномерная. Аксоны, занимающие в стволе мозга более вентральное положение, иннервируют преимущественно структуры среднего мозга, гипоталамус, преоптическую область и обонятельную луковицу. Некоторые норадренергические нейроны посылают двигательные окончания к передним, боковым и задним рогам спинного мозга (в частности, к желатинозной субстанции) и мозжечку. Некоторые норадренергические нейроны голубого пятна обладают хорошо развитыми коллатералями, идущими одновременно к неокортексу, гиппокампу, мозжечку и спинному мозгу. Недавно адренергические нейроны были обнаружены также в нижних отделах головного мозга - рострально-вентролатеральной области продолговатого мозга (см. рис. 16.14). Полагают, что эти нейроны играют особую роль в регуляции гемодинамики. Тела дофаминергических нейронов (рис. 16.30, слева), образующих так называемую мезо-теленцефальную дофаминергическую систему, лежат в вентральных отделах среднего мозга. Нейроны, занимающие более латеральное положение (в компактной части черной субстанции), иннервируют образования неостриатума (скорлупу и хвостатое ядро). Разрушение этих нейронов приводит к паркинсонизму (см. с. 117). Нейроны, занимающие в вентральной части среднего мозга более медиальное положение, иннервируют главным образом ядра лимбической системы (миндалину, перегородку и обонятельный бугорок), а также области аллои неокортекса (в основном лобные доли, поясную извилину и энторинальную область коры). Большая часть дофаминергических аксонов идет вместе с отростками норадренергических нейронов в составе медиального пучка переднего мозга. Дофаминергические нейроны обнаружены также в гипоталамусе; короткие аксоны этих нейронов направляются к срединному возвышению и, возможно, участвуют в высвобождении рилизинг-гормонов. Кроме того, дофаминергические нейроны располагаются в перивентрикулярных отделах продолговатого мозга, посылая отростки главным образом к образованиям ствола мозга и промежуточного мозга. 380 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
Тела серотонинергических нейронов (рис. 16.30, справа) располагаются в срединных и околосрединных ядрах (ядрах срединного шва) продолговатого мозга, в мосту и нижних отделах среднего мозга. Их отростки частично идут в составе медиального пучка переднего мозга и так же, как аксоны норадренергических нейронов, иннервируют практически все отделы промежуточного мозга и переднего мозга. Отростки некоторых серотонинергических нейронов поступают к спинному мозгу и мозжечку [5, 20, 24]. Моноамннергические системы н внутримозговое самораздражение. Если крысе вживить раздражающий электрод в медиальный пучок переднего мозга в области латеральных отделов гипоталамуса, поместить ее в камеру Скиннера и предоставить возможность осуществлять самораздражение, нажимая на рычаг (см. рис. 6.25, с. 160), то это самораздражение можно использовать как подкрепление при выработке оперантных условных рефлексов. При этом внутримозговая стимуляция усиливает исследуемую поведенческую реакцию. Это раздражение обладает столь выраженным подкрепляющим действием, что животное обычно предпочитает его всем другим видам поощрения, включая пищу. Крысы и обезьяны с электродами в области срединного пучка переднего мозга осуществляют постоянное самораздражение столь интенсивно, что возникает опасность гибели животного от истощения. Частота нажиманий на рычажок достигает 7000 в час. Подробное исследование всех структур мозга с применением метода самораздражения показало, что стимуляция практически всей лимбической системы, лобных долей, латеральных областей гипоталамуса и путей от среднего мозга, моста и верхних отделов продолговатого мозга оказывает подкрепляющий эффект. Однако наиболее выражен этот эффект при раздражении медиального пучка переднего мозга,который связывает верхние отделы среднего мозга, гипоталамус и лимбическую систему (рис. 16.31,А). Существуют также области мозга,
ГЛАВА 16. ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА 381 раздражение которых приводит не к подкрепляющему эффекту, а к реакции избегания. Таких областей значительно меньше; они располагаются в перивентрикулярных отделах промежуточного мозга и среднего мозга (рис. 16.31, А). Области положительного и отрицательного подкрепления частично перекрываются. Многочисленные экспериментальные данные, а также теоретические соображения позволяют предположить, что нервные структуры, раздражение которых вызывает положительный или отрицательный подкрепляющий эффект, не идентичны известным образованиям, отвечающим за те или иные гомеостатические реакции (с. 373) [12, 28]. Области, раздражение которых приводит к подкреплению или избеганию, получили название «центров» удовольствия и неудовольствия, приближения и избегания или вознаграждения и наказания. Существование подобных центров свидетельствует в пользу гипотезы о том, что положительные и отрицательные эмоции возникают при возбуждении определенных структур головного мозга. Результаты, полученные в опытах с самораздражением на животных, применимы также к человеку. Когда больному во время нейрохирургической операции дают возможность раздражать собственный мозг, то при этом раздражении могут возникать приятные или неприятные ощущения. Больные описывают эти ощущения как удовлетворение, радость, покой и комфорт или, напротив, как уныние, беспокойство, тревогу или страх. В первых же опытах, имевших целью поиск нервных образований, ответственных за положительное подкрепление, было обнаружено, что участки мозга, с которых можно получить самораздражение,почти полностью совпадают с зонами иннервации катехоламинергическими нейронами (рис. 16.31). Выраженность подкрепляющего эффекта приблизительно соответствует плотности этой иннервации. Совпадение областей «вознаграждения» и расположения моноаминергических нейронов свидетельствует о том, что катехоламинергические системы либо сами по себе являются зонами, отвечающими за положительное подкрепление, либо синаптически связаны с этими зонами. В пользу подобной гипотезы свидетельствуют следующие данные. 1. После перерезки медиального пучка переднего мозга эффект самораздражения через электроды, вживленные краниальнее области перерезки, либо исчезает, либо ослабевает. 2. Если в желудочки мозга или непосредственно в центральные катехоламинергические образования ввести 6-гидроксидофамин-вещество, избирательно разрушающее катехоламинергические нейроны,-самораздражение исчезает. 3. На эффект самораздражения влияют вещества, действующие на метаболизм, депонирование, выброс или поглощение катехоламинов либо на постсинаптические катехоламинергические рецепторы (рис. 16.32) [12, 27]. Неизвестно, какая из двух систем-дофаминергическая или норадренергическая-в большей степени отвечает за самораздражение и положительное подкрепление. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что возбуждаются обе эти системы. Нервные механизмы, опосредующие изменения поведения при активности катехоламинергических систем, изучены плохо. Не исключено, что во многих областях головного мозга катехоламины играют роль не медиаторов, а нейромодуляторов (см. с. 54) [20]. В электрофизиологических экспериментах было показано, что норадренергические нейроны голубого пятна (рис. 16.30 и 16.31, Б) оказывают ингибирующее действие почти на все иннервируемые ими образования ЦНС. Поскольку эти нейроны возбуждаются во время различных стрессовых воздействий, считают, что их ингибирующий эффект играет двоякую роль: 1) степень возбуждения ЦНС при стрессе уменьшается и тем самым нервная система предохраняется от перевозбуждения; 2) возбудимость клеток нервной системы поддерживается на постоянном уровне с целью оптимальной передачи сигналов. В связи с этим представляет интерес тот факт, что афферентные волокна поступают к голубому пятну от тех отделов головного мозга, которые отвечают за аффективное поведение, в частности от структур лимбической системы, гипоталамуса и среднего мозга. Норадренергические нейроны голубого пятна по своим морфологическим, биохимическим и электрофизиологическим свойствам весьма сходны с периферическими норадренергическими нервными клетками. Есть данные о том, что многие норадренергические волокна, исходящие от нижних частей ствола мозга, иннервируют артериолы и капилляры коры больших полушарий. Подобные нейроны могут участвовать в регуляции кровотока через кору, и их можно рассматривать как центральный отдел симпатической нервной системы [24. 25. 34]. Моноаминергические системы и психотропные препараты. У людей довольно часто встречаются различные психические расстройства. Примерно 1% всего населения земного шара страдает шизофренией, а у 15-30% в тот или иной период жизни наблюдаются различные формы депрессии [23]. О механизмах развития этих, а также многих других психических заболеваний и о лежащих в их основе нарушениях функций ЦНС известно очень мало. Возможно, все эти патологические состояния связаны с нарушениями деятельности высших нервных центров и главным образом лимбической системы. В последние три десятилетия для лечения таких заболеваний было разработано множество лекарственных препаратов. Изучение влияния этих психотропных препаратов на поведение человека 382 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
и животных (психофармакология) и на различные нервные центры (нейрофармакологня) показало, что большинство таких веществ прямо или косвенно влияет на функцию центральных моноаминергических систем. В связи с этим моноаминергическим системам отводят важную роль в развитии многих психических заболеваний. Возможно, что в основе таких заболеваний лежат нарушения активности моноаминергических систем или что эти системы играют какую-то пока еще не известную роль в возникновении и характере проявления психических расстройств. Роль моноаминергических систем в психических заболеваниях может заключаться в том, что эти системы опосредуют действие психотропных препаратов. Состояния тревоги,напряженности и раздражительности, сопровождающие как неврозы, так и органические поражения мозга, часто лечат транквилизаторами бензодиазепинового ряда - седуксеном, элениумом и т.д. Эти препараты снижают интенсивность обменных процессов в моноаминергических системах. Полагают, что их действие обусловлено главным образом снижением метаболизма серотонина, в результате чего при некоторых условиях может подавляться деятельность центров отрицательного подкрепления (рис. 16.31, А). Общим механизмом в развитии депрессий различного происхождения может быть недостаточная возбудимость центральных норадренергических систем. Трициклические антидепрессанты типа имизина потенцируют синаптическое действие норадреналина и серотонина, блокируя их пресинаптическое поглощение. Напротив, вещества, истощающие депо катехоламинов в нейронах ЦНС (например, резерпин: см. рис. 16.32), часто вызывают депрессию. Одним из наиболее загадочных, тяжелых и разнообразных психических заболеваний является шизофрения. Эта болезнь относится к группе эндогенных психозов. Для нее характерны следующие основные проявления: нарушение ассоциативного мышления, неадекватность аффектов, отчужденность от окружающего мира и утрата связей с ним, аутизм. К второстепенным (вторичным) симптомам, имеющим важное значение для дифференциальной диагностики шизофрении, относятся: слуховые галлюцинации, бред величия и другие виды бреда. Неизвестно, какие нервные нарушения лежат в основе шизофрении, однако полагают, что эти нарушения связаны главным образом с нарушениями в синтезе восприятия, памяти и поступления информации от внутренней среды. В таком случае шизофрения может быть обусловлена нарушением связей между новой корой и лимбической системой. Особую роль в развитии этого заболевания отводят центральной дофаминергической мезолимбической/мезокортикальной системе (рис. 16.30 и 16.31, Б). Нейролептики - производные фенотиазина (например, аминазин, или chlorpromazine) и бутирофенона (например, галоперидол), широко используемые во всем мире для лечения шизофрении, блокируют центральные дофаминовые рецепторы (рис. 16.32). Вещества, стимулирующие высвобождение дофамина (например, производные амфетамина; рис. 16.32), могут вызывать психоз, проявления которого практически не отличаются от симптомов шизофрении, либо обострять латентную или уже начавшуюся шизофрению [5, 23, 51]. Литература
|
