Влияние электростимуляции орбитофронтальной коры на систему кровообращения анестезированной крысы
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-1270-2021-2-3-297-306Ключевые слова:
префронтальная кора, крыса, автономный контроль, система кровообращения, артериальное давлениеАннотация
Одной из актуальных проблем интегративной физиологии остается выяснение роли различных областей коры больших полушарий в управлении функциями висцеральных систем. Установлено, что непосредственное участие в контроле автономных функций принимают две области префронтальной коры: медиальная (инфралимбическая) и латеральная (инсулярная). Вместе с тем предполагается, что в контроль автономных функций могут вовлекаться и другие области префронтальной коры, в частности поля, расположенные на орбитофронтальной поверхности больших полушарий. Для проверки этой гипотезы было исследовано влияние микростимуляции латерального орбитального и вентрального орбитального полей на артериальное давление и частоту сердечных сокращений. Эксперименты были проведены на лабораторных крысах (самцы Вистар, вес 250–300 г, n = 12), анестезированных уретаном (1600 мг/кг, в/б). Артериальное давление регистрировали прямым способом, через катетер, введенный в бедренную артерию. Кору стимулировали 10-секундными сериями прямоугольных импульсов тока (150–200 мкА, 50 Гц, 1 мс) через монополярный электрод, который погружали в нужную точку при помощи стереотаксического аппарата. Было обнаружено, что артериальное давление и частота сердечных сокращений остаются стабильными на протяжении всего эксперимента. Преобладающим эффектом стимуляции орбитофронтальной коры было кратковременное падение артериального давления, которое не сопровождалось изменениями частоты сердечных сокращений. Полученные результаты подтверждают выдвинутую гипотезу. Перспективным направлением дальнейших исследований может стать изучение нейрофизиологических механизмов взаимодействия орбитофронтальной коры с полями автономной коры.
Библиографические ссылки
Babalian, A., Eichenberger, S., Bilella, A. et al. (2019) The orbitofrontal cortex projects to the parvafox nucleus of the ventrolateral hypothalamus and to its targets in the ventromedial periaqueductal grey matter. Brain Structure & Function, vol. 224, no. 1, pp. 293–314. https://www.doi.org/10.1007/s00429-018-1771-5 (In English)
Benarroch, E. E. (1993) The central autonomic network: Functional organization, dysfunction, and perspective. Mayo Clinic Proceedings, vol. 68, no. 10, pp. 988–1001. https://www.doi.org/10.1016/s0025-6196(12)62272-1 (In English)
Cechetto, D. F., Chen, S. J. (1990) Subcortical sites mediating sympathetic responses from insular cortex in rats. The American Journal of Physiology, vol. 258, no. 1, pp. R245–R255. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1990.258.1.R245 (In English)
Cechetto, D. F., Saper, C. B. (1990) Role of the cerebral cortex in autonomic function. In: A. D. Loewy, K. M. Spyer (ed.). Central regulation of autonomic functions. New York: Oxford University Press, pp. 208–223. (In English)
Crippa, G. E., Lewis, S. J., Johnson, A. K., Corrêa, F. M. (2000) Medial prefrontal cortex acetylcholine injection-induced hypotension: The role of hindlimb vasodilation. Journal of the Autonomic Nervous System, vol. 79, no. 1, pp. 1–7. https://www.doi.org/10.1016/s0165-1838(99)00091-0 (In English)
Hardy, S. G. P. (1994) Anatomical data supporting the concept of prefrontal influences upon hypothalamo-medullary relays in the rat. Neuroscience Letters, vol. 169, no. 1-2, pp. 17–20. https://www.doi.org/10.1016/0304-3940(94)90346-8 (In English)
Hardy, S. G. P., Holmes, D. E. (1988) Prefrontal stimulus-produced hypotension in rat. Experimental Brain Research, vol. 73, no. 2, pp. 249–255. https://www.doi.org/10.1007/BF00248217 (In English)
Hardy, S. G., Mack, S. M. (1990) Brainstem mediation of prefrontal stimulus-produced hypotension. Experimental Brain Research, vol. 79, no. 2, pp. 393–399. https://www.doi.org/10.1007/BF00608250 (In English)
Hirose, S., Osada, T., Ogawa, A. et al. (2016) Lateral-medial dissociation in orbitofrontal cortex-hypothalamus connectivity. Frontiers in Human Neuroscience, vol. 10, article 244. https://www.doi.org/10.3389/fnhum.2016.00244 (In English)
Hurley, K. M., Herbert, H., Moga, M. M., Saper, C. B. (1991) Efferent projections of the infralimbic cortex of the rat. The Journal of Comparative Neurology, vol. 308, no. 2, pp. 249–276. https://www.doi.org/10.1002/cne.903080210 (In English)
Kimmerly, D. S., O’Leary, D. D., Menon, R. S. et al. (2005) Cortical regions associated with autonomic cardiovascular regulation during lower body negative pressure in humans. The Journal of Physiology, vol. 569, no. 1, pp. 331–345. https://www.doi.org/10.1113/jphysiol.2005.091637 (In English)
Neafsey, E. J., Hurley-Gius, K. M., Arvanitis, D. (1986) The topographical organization of neurons in the rat medial frontal, insular and olfactory cortex projecting to the solitary nucleus, olfactory bulb, periaqueductal gray and superior colliculus. Brain Research, vol. 377, no. 2, pp. 261–270. https://www.doi.org/10.1016/0006-8993(86)90867-x (In English)
Oppenheimer, S., Cechetto, D. (2016) The insular cortex and the regulation of cardiac function. Comprehensive Physiology, vol. 6, no. 2, pp. 1081–1133. https://doi.org/10.1002/cphy.c140076 (In English)
Owens, N. C., Sartor, D. M., Verberne, A. J. M. (1999) Medial prefrontal cortex depressor response: Role of the solitary tract nucleus in the rat. Neuroscience, vol. 89, no. 4, pp. 1331–1346. https://www.doi.org/10.1016/s0306-4522(98)00389-3 (In English)
Owens, N. C., Verberne, A. J. (2000) Medial prefrontal depressor response: Involvement of the rostral and caudal ventrolateral medulla in the rat. Journal of the Autonomic Nervous System, vol. 78, no. 2-3, pp. 86–93. https://www.doi.org/10.1016/s0165-1838(99)00062-4 (In English)
Owens, N. C., Verberne, A. J. (2001) Regional haemodynamic responses to activation of the medial prefrontal cortex depressor region. Brain Research, vol. 919, no. 2, pp. 221–231. https://www.doi.org/10.1016/s0006-8993(01)03017-7 (In English)
Paxinos, G., Watson, C. (1998) The rat brain in stereotaxic coordinates. 4th ed. San Diego: San Diego Academic Press, 256 p. (In English)
Rolls, E.T. (1996) The orbitofrontal cortex. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 351, no. 1346, pp. 1433–1444. https://www.doi.org/10.1098/rstb.1996.0128 (In English)
Rolls, E. T. (2000) The orbitofrontal cortex and reward. Cerebral Cortex, vol. 10, no. 3, pp. 284–294. https://www.doi.org/10.1093/cercor/10.3.284 (In English)
Rolls, E. T. (2004) The functions of the orbitofrontal cortex. Brain and Cognition, vol. 55, no. 1, pp. 11–29. https://www.doi.org/10.1016/S0278-2626(03)00277-X (In English)
Saper, C. B. (1982) Convergence of autonomic and limbic connections in the insular cortex of the rat. The Journal of Comparative Neurology, vol. 210, no. 2, pp. 163–173. https://www.doi.org/10.1002/cne.902100207 (In English)
Shipley, M. T. (1982) Insular cortex projection to the nucleus of the solitary tract and brainstem visceromotor regions in the mouse. Brain Research Bulletin, vol. 8, no. 2, pp. 139–148. https://www.doi.org/10.1016/0361-9230(82)90040-5 (In English)
Smith, R., Thayer, J. F., Khalsa, S. S., Lane, R. D. (2017) The hierarchical basis of neurovisceral integration. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, vol. 75, pp. 274–296. https://www.doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.02.003 (In English)
Sun, M. K. (1992) Medullospinal vasomotor neurones mediate hypotension from stimulation of prefrontal cortex. Journal of the Autonomic Nervous System, vol. 38, no. 3, pp. 209–217. https://www.doi.org/10.1016/0165-1838(92)90032-c (In English)
Terreberry, R. R., Neafsey, E. J. (1987) The rat medial frontal cortex projects directly to autonomic regions of the brainstem. Brain Research Bulletin, vol. 19, no. 6, pp. 639–649. https://www.doi.org/10.1016/0361-9230(87)90050-5 (In English)
Van Bockstaele, E. J., Pieribone, V. A., Aston-Jones, G. (1989) Diverse afferents converge on the nucleus paragigantocellularis in the rat ventrolateral medulla: Retrograde and anterograde tracing studies. The Journal of Comparative Neurology, vol. 290, no. 4, pp. 561–584. https://www.doi.org/10.1002/cne.902900410 (In English)
Van der Kooy, D., Koda, L. Y., McGinty, J. F. et al. (1984) The organization of projections from the cortex, amygdala, and hypothalamus to the nucleus of the solitary tract in rat. The Journal of Comparative Neurology, vol. 224, no. 1, pp. 1–24. https://www.doi.org/10.1002/cne.902240102 (In English)
Verberne, A. J. (1996) Medullary sympathoexcitatory neurons are inhibited by activation of the medial prefrontal cortex in the rat. The American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, vol. 270, no. 4, pp. R713–R719. https://www.doi.org/10.1152/ajpregu.1996.270.4.R713 (In English)
Verberne, A. J. M., Owens, N. C. (1998) Cortical modulation of the cardiovascular system. Progress in Neurobiology, vol. 54, no. 2, pp. 149–168. https://www.doi.org/10.1016/s0301-0082(97)00056-7 (In English)
Wojtasik, M., Bludau, S., Eickhoff, S. B. et al. (2020) Cytoarchitectonic characterization and functional decoding of four new areas in the human lateral orbitofrontal cortex. Frontiers in Neuroanatomy, vol. 14, article 2. https://www.doi.org/10.3389/fnana.2020.00002 (In English)
Yasui, Y., Breder, C. D., Safer, C. B., Cechetto, D. F. (1991) Autonomic responses and efferent pathways from the insular cortex in the rat. The Journal of Comparative Neurology, vol. 303, no. 3, pp. 355–374. https://www.doi.org/10.1002/cne.903030303 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Вячеслав Георгиевич Александров, Елена Алексеевна Губаревич, Татьяна Сергеевна Туманова, Татьяна Николаевна Кокурина, Анастасия Юрьевна Маркова, Галина Ивановна Рыбакова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
