Филатова О.Е.
Сургутский государственный университет, 626400, Сургут Тюменской области, ул. Энергетиков 14, Россия,. E-mail: [email protected]
Исследование электрогенераторных пространственно распределенных нейросетевых систем (НС) мозга требует разработки многоканальных автоматизированных систем для съема и обработки информации. При этом к таким системам предъявляются требования высокой пространственной точности подведения датчиков и рабочих тел (РТ), универсальности устройств для первичной обработки снимаемой с этих РТ информации, нового программного обеспечения для анализа получаемой биоинформации.
В этой связи автором разработаны новые способы и устройства для биофизического мониторинга нейронных сетей продолговатого мозга животных и всей системы регуляции дыхания млекопитающих. Они включают: прецизионные стереотаксические устройства для многоканального подведения раздражающих и отводящих электродов и РТ для раздражения или разрушения локальных участков мозга; специальные микроинъекторы для автоматической дозированной подачи физиологически активных веществ в микрообъемы мозга; устройства для регистрации вводимых РТ в НС мозга; специальные многоканальные стимуляторы дыхания для регуляции дыхательной ритмики; многоканальные усилители, блоки интегрирования; многоканальные устройства ввода данных в ЭВМ на базе аналого-цифровых преобразователей; устройства управления движением РТ в структурах мозга и, наконец, программный комплекс, который обеспечивает построение адекватных компартментных математических моделей НС мозга и анализ динамики поведения этих сетей с использованием этих моделей.
Автором обсуждаются новые экспериментальные данные по регуляции дыхания в рамках компартментного подхода, полученные с использованием новых устройств, способов и разработанных компьютерных программ. Эти данные положены в основу новых теоретических подходов в области математического и компьютерного моделирования НС мозга. Они обосновывают постулаты компартментной теории НС. В частности автором приводится экспериментальное обоснование компартментной организации нейросетевых структур продолговатого мозга млекопитающих. Эти структуры классифицируются как регуляторные структуры дыхательного центра. На основе полученных экспериментальных данных объясняются причины возникновения ритмики в таких нейросетевых системах. Автором рассматривается влияние величины хеморецепторного драйва и параметров характеристик диссипации возбуждения на динамику ритмогенеза в нейронных сетях продолговатого мозга. Обсуждается влияние регуляторных структур гигантоклеточного ядра и ростральной части (комплекса Бедзингера) дыхательной группы на динамику развития тормозных и возбуждающих процессов в исследуемых нейронных сетях мозга млекопитающих.