Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Электрическая активность нервных клеток 7
1.1.1 Микротоковые флуктуации в одиночных ионных каналах 7
1.1.2 Изменения мембранного потенциала 12
1.1.3 Изменения интегральных свойств нейронов при возбуждении 16
1.2 Вейвлет-анализ 17
1.2.1 Общие сведения 17
1.2.2 Примеры применения вейвлет-анализа 23
1.3 Фрактальный анализ 25
1.3.1 Фрактальные множества 25
1.3.2 Фрактальные меры 26
1.3.3 Монофрактальный анализ 27
1.3.4 Мультифрактальный анализ 30
1.3.5 Примеры применения 31
1.4 Концепция самоорганизованной критичности 33
2 Цели и задачи исследования 36
2.1 Цели исследования 36
2.2 Задачи исследования 36
3 Материалы и методы 37
3.1 Препараты. Растворы и реактивы 37
3.1.1 Приготовление препаратов нервной системы пиявки 37
3.1.2 Приготовление препаратов нейронов прудовика и катушки 37
3.1.3 Приготовление препарата миелиновых нервных волокон 38
3.1.4 Блокирование К+ каналов тетраэтиламмонием 38
3.1.5 Культивируемые клетки почечного эпителия Vero 39
3.2 Регистрация активности Са2+-зависимых К+ каналов 39
3.3 Внеклеточная регистрация потенциалов действия 40
3.4 Регистрация изменений количества Са2+, связанного на мембране 41
3.5 Метод лазерной интерференционной микроскопии 42
3.6 Вейвлет-анализ временных рядов 45
3.6.1 Описание метода 45
3.6.2 Пример применения вейвлет-анализа 46
3.7 Расчет спектров мультифрактальности 50
3.7.1 Описание метода 50
3.7.2 Пример расчета спектров мультифрактальности 51
3.8 Расчет показателей Гёльдера 52
3.8.1 Описание метода 52
3.8.2 Пример расчета показателей Гёльдера 56
4 Результаты 58
4.1 Фрактальный анализ клеточных процессов 58
4.1.1 Анализ последовательностей времен жизни ионных каналов 58
4.1.2 Анализ серий потенциалов действия 64
4.1.3 Анализ флуктуации содержания мембраносвязанного Са2+ 68
4.1.4 Анализ изменений локального показателя преломления цитоплазмы и мембраны нейронов 72
4.2 Моделирование активности ионного канала 76
4.3 Вейвлет-анализ локальных изменений показателя преломления цитоплазмы и мембраны нейронов 83
5 Заключение 89
6 Выводы 92
Список литературы 93
