Способ определения электрохимического потенциала головного мозга

 

Использование: физиология, экспериментальная медицина. Сущность изобретения: в мозг животного вживляют электроды из инертного металла (активные электроды), аналогичные электроды сравнения вживляют в кость черепа и используют схему измерения с сопротивлением, достаточно низким для того, чтобы произвести режекцию потенциала постоянного тока мозга из регистрируемых электрических сигналов. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 33/483

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4808561/14 (22) 19,02.90 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР (72) Т.Б. Ш вец-Тэ ната-Гурий (53) 612.015 (088.8) (56) Garcia Ramos J. Currents in modern

biology, 1967, v. 1, N 2, р. 125 — 132. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ГОЛОВНОГО

МОЗГА

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано для длительной и непрерывной оценки электрохимического потенциала структур головного мозга, исследования динамики в пространственно-временной организации электрохимического потенциала разных отделов и областей мозга при различных формах поведения, при действии фармакологических препаратов и в процессе лечения.

Цель изобретения — повышение физиологичности способа путем обеспечения возможности регистрации медленных изменений электрохимического потенциала, выделенных из сдвигов постоянного потенциала мозга, у животных со свободной подвижностью.

На фиг.1 показана режекция длительных прямоугольных электрических сигналов, подаваемых через объект (на А 1 мВ, на

Б 10 мВ) на фоне медленных осцилляций электр охимичес кого п стен циала (стрел ка вверх — включение сигнала, вниз — отключение, нижняя линия — отметка времени, от„„5U„„1746311 А1 (57) Использование; физиология, экспериментальная медицина. Сущность изобретения: в мозг животного вживляют электроды из инертного металла (активные электроды), аналогичные электроды сравнения вживляют в кость черепа и используют схему измерения с сопротивлением, достаточно низким для того, чтобы произвести режекцию потенциала постоянного тока мозга из регистрируемых электрических сигналов. 5 ил, клонение .вверх соответствует положительному знаку электрода, принятого за активный); на фиг.2 — снижение электрохимического потенциала мозга в первый период после переключения записи с открытого входа усилителя на объект и установление стабильного уровня электрохимического потенциала {точкой обозначено переключение д регистрации с открытого входа на объект, двумя точками — обратное переключение); на фиг.З- динамика средних значений электрохимического. потенциала кости на протяжении 60 дней при отведении вживленными платиновыми электродами, в качестве электрода сравнения принимаются электроды, вживленные слева от срединного шва. активного электрода — электроды, вживленные справа (8 кроликов, 22 пары электродов), абсцисса — дни после вживления, ордината — значения электрохимического потенциала, прерывистые линии— доверительные интервалы средних значений; на фиг.4 — запись электрохимического потенциала кости при отведении парой

1746311 вживленных платиновых электродов; на в суммарном виде изменения электрохимифиг.5 — изменения электрохимического по- ческого потенциала более короткой длитенциала разных областей головного мозга тельности и изменения электрической во время сочетаний сигнального (света) и активности мозга с периодами. длительподкрепляющего (электрокожного раздра- 5 ность которых не превышает существенно жения) стимулов при выработке условного постоянную времени регистрирующей сисоборонительного рефлекса (кролик), темы.

Кривые 1-5 — записи электрохимическо- Пример. Животным до твердой мозго потенциала областей головного мозга, говой оболочки или в кору мозга вживляют обозначенных на схеме мозга, приведенной 10 платиновые электроды (провод диаметром внизу справа. нижняя запись — механограм- 0,2 — 0,3 мм), покрытые лаком вплоть до тор-. ма общего движения животного(фиг.5). ца. В качестве активной поверхности слуСпособ осуществляется следующим об- жит торец электрода, который на разом, электродах, введенных в толщу коры, срезаДля вычленения медленных изменений 15 ли под углом. Электроды сравнения, аналоэлектрохимического потенциала мозга из гичные активным электродам, вживляли сдвигов его потенциала постоянного тока либовносовыекости,либо вкостные гребни используется усилитель постоянного тока с черепа. Для регистрации электрохимичесопротивлением входа достаточно низким ского потенциала использовали усилитель (1 МОм) для того, чтобы постоянная времени 20 постоянного тока и самописец. системы электроды — вход усилителя имела Этот способ позволил обнаружить медзначение не свыше 1-2 с. В этом. случае ленные изменения электрохимического поосуществляется режекция сдвигов постоян- тенциала, развивающиеся как реакция на ного тока мозга (фиг.1), Используемые уси- вживленный электрод и сопровождающие лители постоянного тока с низким 25 различные формы поведения, например, отсопротивлением входа позволяют осущест- веты на сигнальные (свет) и подкрепляющие влять обмен электронами между электро- (электрокожное раздражение) стимулы химическими системами, реагирующими на (фиг.5). активном электроде и электроде сравне- Предлагаемый способ позволяет региния. В результате этого имеет место сни- 30 стрировать изменения в электрохимичежение электрохимического потенциала ском потенциале мозга бодрствующих систем с низкой электрохимической емко- животных в условиях свободной или слабо стью, что можно наблюдать по снижению ограниченной подвижности и может быть межэлектродного потенциала, имеющему использовандля регистрацииэлектрохимиместо в первые периоды регистрации 35 ческого потенциала мозга человека в тех электрохимического потенциала (фиг.2). случаях, в которых у больного имеются эолоДлительно регистрируются электрохимиче- тые электроды, вживленные с диагностические потенциалы, создаваемые системами, скими или лечебными целями. имеющими емкость, достаточную для того, чтобы и в условиях обмена электронами че- 40 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рез вход усилителя поддерживать гоме- Способ определения электрохимичеостаз электрохимического потенциала скогб потенциала головного мозга, заключа(фиг.2). ющийся во введении в ткань мозга

В качестве электрода сравнения ис- активного платинового электрода и электропользуется электрод, аналогичный активно- 45 да сравнения под кожу шеи с последующей му электроду (платиновый привод), регистрацией изменений электрохимичевживленный в кость черепа. Электрохими- ского потенциала мозга. о т л и ч а ю щ и йческий потенциал кости черепа как в тече- с я тем, что, с целью повышения физиолоние. длительного хронического гичности способа путем обеспечения возэксперимента(фиг.3),таки втечение одного 50 можности регистрации медленных эксперимента (до нескольких часов, фиг.4) изменений электрохимического потенциавесьма мал и изменяется в значительно ла, выделенных иэ сдвигов постоянного поменьших пределах (на 1-2 порядка), чем тенциала мозга, у животных со свободной электрохимический потенциал мозга подвижностью, активный электрод вживля(фиг,4). 55 ют в кору головного мозга, а платиновый

Таким образом, при использовании электрод сравнения вживляют в кость черепредлагаемогоспособарегистрации записи. па, при этом используют электроды с сосостоят из медленных изменений электрохи- противлением 20-30 мОм, а мического потенциала мозга (длительно- сопротивление усилителя постоянного тостью от 2 — 3 с и более), на которые наложены ка составляет 1 МОм, 174б311!

Ос

174б311

Составитель С.Рыбалкин

Редактор Н,Бобкова Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 2392 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101