Способ определения локализации функций головного мозга и устройство для его осуществления

Союз Советскик

Социалистических

Ресиубиик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()728844 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.03.77 (21) 2461243/28-13 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет— (51) М Кле

А 61 В 10т00

f4c Jднрстеенный немнтет

СССР ао денем нэебретеннй н етерытнй (63) УДК 615-475 (088.8) Опубликовано 25.04.80. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 05.05.80 (72) Авторы изобретения

В. М. Авиром, О. С. Андрианов, Н. И. Выходцева, Л. P. Гаврилов и В. Ф. Фокин

Институт мозга Академии медицинских наук СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ

ГОЛОВНОГО МОЗГА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области экспериментальной медицины и биологии, точнее к области экспериментальной нейрофизиологии и нейрохирургии, и может использоваться при изучении структурно-функциональных взаимосвязей в центральной нервной системе.

Известен способ определения локализации функций головного мозга, основанный на выключении глубокорасположенных структур мозга с помощью различных выключающих воздействий — электрических, термических, химических и т. д. (1).

Этот способ основан на изучении изменений реакций животного при выключении структурных образований мозга. Однако применение всех известных выключающих воздействий связано с неизбежным повреждением мозговых структур, расположенных выше выключаемой структуры. Кроме того, при применении перечисленных способов операции осложняются вторичными явлениями в соседних структурах вследствие выключения части сосудистого русла.

Из известных способов определения локализации функций головного мозга наибо2 лее близким к изобретению является способ, основанный на выключении структурных образований мозга импульсами фокусированного ультразвука (2).

Однако известный способ не позволяет производить выключение у необездвиженного ненаркотизированного животного в условиях свободного поведения, так как экспериментальная процедура по выключению глубоких структур мозга фокусированным ультразвуком основана на закреплении жи10 вотного в стереотаксическом устройстве и животное при этом обездвижено или наркотизировано, причем, ультразвуковой излучатель фиксирован к стереотаксическому уст ройству. Вследствие закрепления животного в стереотаксическом устройстве не обеспечивается выявление характера функциональных изменений при выключении структур в ходе выполнения животным поведенческого акта.

Известно также устройство для осущест2О аления способа, содержащее корпус, заполненный звукопроводящей жидкостью, и ультразвуковой излучатель.

Целью изобретения является обеспечение выявления характера функциональных

728844

5 е

1s и

5s изменений при выключении структур в ходе выполнения животным поведенческого акта.

Это достигается тем, что ориентируют по координатам выключаемых образований и вживляют на черепе животного фиксирующее устройство, включающее ультразвуковой излучатель, и в момент совершения животным поведенческого акта воздействуют ультразвуком.

Устройство для осуществления способа снабжено приспособлением для закрепления корпуса на черепе животного и прижимной крышкой для ограничения вертикального перемещения излучателя, а корпус выполнен в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру ультразвукового излучателя.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа определения локализации функций головного мозга.

Оно имеет корпус 1, выполненный в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру ультразвукового излучателя, заполненный звукопроводящей жидкостью, и ультразвуковой излучатель 2. Устройство снабжено приспособлением 3 для закрепления корпуса на черепе животного и прижимной крышкой 4 для ограничения вертикального перемещения излучателя. Цилиндрический корпус 1 имеет бортик 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Экспериментальному животному вживляют устройство над левым зрительным трактом. Координаты выключаемого участка:

F = 7, 1 = 11, Z = 10 по координатам стереотаксического атласа, где F — фронтальное направление от нулевой плоскости; 1 — латеральное направление от сагиттального шва;

Z — высота, определяемая от нулевой плоскости. Все размеры даны в милиметрах.

Также вживляют электроды для контроля эффекта выключения и для контроля режима адаптации по электрофизиологическим показателям: а) корковые электроды (серебряная проволока в лаковой изоляции диаметром

0,3 мм) — в зрительные и моторные области коры с координатами: зрительная кора F = -7, 1 = +-3 моторная кора F = 22, 1 = +-5 влево и вправо от сагиттального шва б) подкорковый электрод (биполярный электрод; нихромовая проволока в лаковой изоляции диаметром 0,1 мм) — в зрительный тракт с координатами F = 7, 1 = 11, Z 10.

Устройство вживляют следующим образом.

По средней линии кожу надрезают, мышцу отсепаровывают, участок черепной кости над выключаемой структурой обнажают.

При помощи указателя микроманипулятора на черепной кости находят точку, расположенную над левым зрительным трактом с координатами F= 7, 1 = 11. Вычерчивают на черепе животного круг с центром в указанной точке и диаметром, равным диаметру корпуса 1 устройства. Проделывают трепанационное отверстие по найденному диаметру. Устанавливают устройство над трепанационным отверстием, закрепляя его на черепе стиракрилом и винтами 6 и выравнивая в горизонтальной плоскости в процессе закрепления путем совмещения верхнего торца с кончиком указателя, перемещаемого в горизонтальной плоскости с помощью микроманипулятора.

Далее вводят режим временного адаптирования, который состоит в том, что от момента вживления на черепе животного устройства и до момента введения в мозг ультразвука берется такой интервал времени, который обеспечивает выход животного из наркоза и восстановление нормальной жизнедеятельности его головного мозга на дооперационном уровне, что определяется по электроэнцефалографическим показателям по достижению амплитудно-частотными характеристиками электроэнцефалограммы величин, существующих в норме (амплитуда

20 — 30 мкВ, реакция десинхронизации в течение 5 — 10% времени регистрации) и по условно-рефлекторным показателям, когда уровень правильных условно-рефлекторных реакций достигает исходного уровня (85%).

По окончании режима временного адаптирования через трое суток проводят выключение левого зрительного тракта у бодрствующего животного и изучают функции проведения зрительной информации по зрительному тракту. Для этого животное помещают в экспериментальную камеру. Электроды через разъем соединяют при помощи гибкого кабеля 7 с входом усилителя биопотенциалов. выход усилителя соединяют с осциллографом. В цилиндрический корпус 1 устройства помещают ультразвуковой излучатель 2, соединенный гибким кабелем 7 с ультразвуковым генератором 8.

Животному предъявляют мишень, вводимую в левое и правое поля зрения. Исследуют его активно -оборонительный рефлекс на предъявление мишени.

Результаты представлены в табл. 1.

Затем осуществляют подачу ультразвувука со следующими параметрами: интенсивность 65 Вт/см, длительность импульса

10 мс, частота 50 имп/с, время облучения

1 мин.

Через 1 мин после облучения контролируют эффект выключения левого зрительного тракта по отсутствию вызванного потенциала в левом зрительном тракте на стимуляцию сетчатки вспышками света длительностью 1 мс, частотой 0,5 имп/с. Через 2 мин после облучения повторно исследуют активно-оборонительный рефлекс на предъявле728844

Таблица 1

Количество предъяв- 1 Область, 1 Количество рефлек лений мишени предъявления торных ответов

Левое поле зрения

Правое поле зрения

Таблица 2

Количество предъяв- Область ) Количество рефлеклений мишени предъявления торных ответов

Левое поле зрения

Правое поле зрения

Таблица 3

Перемешение от центрального меридиана, градусы

+ — влево — — вправо

Наличие или отсутствие рефлекторного ответа

+ 20

+ 15

+ 10

0 — 5 — 10 — 15

Есть

Есть

Есть

Есть

Нет

Нет

Нет ние мишени. Результаты представлены в табл. 2.

Затем через 5 мин после облучения определяют границы полей зрения при перемещении мишени от центрального меридиана.

Результаты представлены в табл. 3.

Таким образом, данные, полученные в ходе выполнения животным поведенческого акта после выключения левого зрительного тракта, свидетельствуют о том, что только после пересечения мишенью нулевого меридиана проявилась условно-рефлекторная реакция на мишень. Следовательно, функция передачи информации с левой половины поФормула изобретения

1. Способ определения локализации функ ций головного мозга, основанный на выключении глубокорасположенных структур мозга с помощью импульсов фокусированного ультразвука, отличающийся тем, что, с целью выявления характера функциональных изменений при выключении структур в ходе выполнения животным поведенческого акта, ориентируют по координатам выключаемых образований и вживляют на черепе животного фиксирующее устройство, включающее ультразвуковой излучатель, и в момент совершения животным поведенческого акта воздействуют ультразвуком.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее корпус, заполненный звукопроводящей жидкостью, и ультразвуковой излучатель, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для закрепля зрения обоих глаз локализована в левом зрительном тракте.

Предлагаемый способ при помощи устройства позволяет выявлять в первые минуты выключения при выполнении животным поведенческого акта динамику фазовых состояний поведения, что дает дополнительную информацию о локализации функций структурных образований головного мозга и повышает достоверность получаемой информации о локализации функций головного

411 мозга благодаря проведению эксперимента на бодрствующем ненаркотизированном животном в ходе выполнения им поведенческого акта. ления корпуса на черепе животного и прижимной крышкой для ограничения вертикального перемещения излучателя, а корпус выполнен в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру ультразвукового излучателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Karpenter M. В., Whittier J. R. «Study of methods for producing experimental

s4 lesions of central nervous system with special reference to stereotaxic technique». J. Compar. Neurol. 1952, ч. 97, 1, рр. 73 — 117.

2. Авиром В. М., Адрианов О. С., Выходцева Н. И., Гаврилов Л. P., Меринг Т. А., Сиротюк М. Г. Разрушение глубоких структур мозга с помощью фокусированного ультразвука. Журнал высшей нервной деятельности. 1971, т. XXI, вып. 5, с. 1110 — 1113. (прототип) .

728844

/

/

Составитель А. Зереннн

Редактор А. Бер Техред К. Шуфрич Корректор Н. Стен

Заказ 1858/6 Тираж 673 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4