Введение
Глава 1. Обзор литературы. 13
1.1. Культуры диссоциированных нервных клеток для изучения пластичности в нейронной сети 13
1.2. Детектирование изменений в функционировании нейронной сети 15
1.2.1. Информационные составляющие нейронной импульсной активности.15
1.2.2. Индикаторы функционального состояния культивируемой нейронной сети 17
1.2.3. Детектирование функциональных связей в культуре диссоциированных клеток мозга 19
1.3. Индукция пластичности в нейронной сети культур диссоциированных клеток с использованием электрической стимуляции 22
1.3.1 Посттетаническая потенциация в нейронной сети .22
1.3.2. Зависящая от времени импульсов пластичность 24
1.3.3. Ассоциативная стимуляция 26
1.3.4. Стимуляция с обратной связью 27
1.3.5. Влияние низкочастотных стимулов на активность нейронной сети 28
1.4. Управление архитектурой культивируемой нейронной сети 30
1.5. Конструирование направленной связи между популяциями нервных клеток in vitro 33
Глава 2. Объекты и методы исследования 37
2.1. Объект исследования .37
2.2. Культивирование нервных клеток 37
2.3. Культивирование диссоциированных нервных клеток с направленной связью 39
2.4. Морфологические методы исследования .42
2.5. Регистрация и анализ биоэлектрической активности 43
2.5.1 Регистрация биоэлектрической активности нейронной сети 43
2.5.2 Анализ биоэлектрической активности нейронной сети .45
2.5.2.1. Детектирование импульсов .45
2.5.2.2. Детектирование сетевых пачек .46
2.5.2.3. Оценка спонтанной пачечной активности в нейронной сети диссоциированных клеток гиппокампа 48
2.5.2.4 Анализ распространения пачечной активности в нейронной сети с направленной архитектурой морфофункциональных связей 56
2.6. Протоколы электрической стимуляции .59
2.6.1 Характеристики стимулов .59
2.6.2. Стимуляция с обратной связью 60
2.6.3. Оценка стабильности ответов зрелой нейронной сети на стимуляцию различных участков .62
2.6.4. Оценка влияния низкочастотной и высокочастотной электрической стимуляции на спонтанную активность 63
2.6.5. Оценка влияния высокочастотной стимуляции нейронной сети с направленной связью с задержкой 10 мс для двух субпопуляций 66
2.7. Статистическая обработка экспериментальных данных 68
Глава 3. Результаты и обсуждение 69
3.1 Влияние электрической стимуляции на функциональную сетевую активность культуры диссоциированных клеток гиппокампа со случайной архитектурой морфофункциональных связей .69
3.1.1 Влияние низкочастотной стимуляции на функциональную сетевую активность культуры диссоциированных клеток гиппокампа 69
3.1.2 Влияние высокочастотной стимуляции на функциональную сетевую активность культуры диссоциированных клеток гиппокампа 75
3.1.3 Обсуждение полученных результатов 79
3.2 Индукция заданного уровня активности в нейронных сетях первичных культур гиппокампа при применении протокола стимуляции с обратной связью 82
3.2.1 Достижение заданной активности в нейронной сети in vitro при разном исходном уровне активности 82
3.2.2 Обсуждение полученных результатов 90
3.3 Разработка метода изучения пластичности в сети культивируемых нервных клеток с направленной архитектурой морфофункциональных связей между двумя подсетями 91
3.3.1 Моделирование направленной архитектуры морфофункциональной связи между двумя подсетями первичной культуры гиппокампа .91
3.3.2 Разработка способа индукции пластичности в нейронной сети с направленной архитектурой морфофункциональных связей 96
3.3.3 Вызванная стимулом пластичность сети нейронов с направленной архитектурой морфофункциональных связей связи между популяциями нейронов in vitro 99
3.3.4 Обсуждение полученных результатов 105
Заключение 108
Выводы 111
Список сокращений 113
Список цитированной литературы 114
Приложение 139
