|
Архив публикацийТезисыXXIII-ая конференцияМоделирование радиационно-индуцированных нарушений пространственно-временной активности нейронов головного мозгаОбъединенный институт ядерных исследований, Россия, 141980, Дубна, ул.Жолио-Кюри 6, (496)2162147, bugay@jinr.ru 1 стр. (принято к публикации)Для протекания различных элементов высшей нервной деятельности характерен определенный тип синхронизации пространственно-временной активности популяции нейронов. В последние годы активно изучается не только динамика подобных структур, но и нарушение их образования в результате заболеваний или воздействия патогенных внешних факторов. В последние годы развитие радиационной терапии опухолей головного мозга, а также опасность для дальних космических полетов, возникающая от потока галактического излучения из тяжелых частиц, привели к пересмотру устоявшихся положений о радиорезистентности центральной нервной системы (ЦНС) [1]. В экспериментальных условиях были выявлены изменения в ЦНС на различных уровнях, начиная с субклеточного и заканчивая поведенческими реакциями. В связи с этим возникает необходимость разработки моделей теоретической оценки уровней радиационного воздействия, критичных для определенных типов нервной деятельности, чему и посвящена настоящая работа. В качестве конкретного примера нами рассмотрена динамика пространственно-временных структур ансамбля нейронов в ходе реализации кратковременной памяти. Биофизическая модель представляет собой нейронную сеть, состоящую из двух типов нейронов коры головного мозга - пирамидальных (возбуждающих) и интернейронов (тормозных), соединенных между собой возбуждающими и тормозными синапсами. Для каждого нейрона учитываются присутствующие на его мембране ионные каналы основных типов. При кратковременном удержании в кратковременной памяти информации о некотором объекте, в префронтальной области коры наблюдается возникновение пространственно-упорядоченных структур с высокой активностью клеток [2]. Аналогично подходу, предложенному в работе [3], в модель включены радиационно-индуцированные изменения числа синаптических рецепторов, уровня нейромедиаторов, проводимости ионных каналов и целостности мембраны. В ходе расчетов выявлен порог на поглощенную дозу облучения, выше которого происходит потеря устойчивости специфичных для данной нейронной сети пространственно-временных структур. 1. Greene-Schloesser D., et al. Radiation-induced brain injury: a review // Frontiers in oncology 2, 2012, 1-18. 2. Goldman-Rakic P.S.. Cellular basis of working memory // Neuron 14, 1995, 477-485. 3. Sokolova I.V. et al. Proton radiation alters intrinsic and synaptic properties of CA1 pyramidal neurons of the mouse hippocampus // Radiation Research 183, 2015, 208-218. |
