1.3. Основные методы изучения нервной системы.

Для изучения строения и функций нервной системы применяют разнообразные методические приемы. Среди них наиболее распространенные - это поведенческие, физиологические, морфологические, методы химического анализа. Большинство из них применяется на животных. Для современной науки характерен комплексный подход, синтез различных методов для решения поставленной задачи.

К основным поведенческим методам относятся:

- наблюдение поведения животных в природных условиях. Здесь следует выделить телеметрические методы - разнообразные технические приемы, позволяющие регистрировать поведение и физиологические функции живых организмов на расстоянии. Успехи телеметрии в биологических исследованиях связаны с развитием радиотелеметрии;

- изучение поведения животных в лабораторных условиях. Это классические условные рефлексы, например, опыты И.П. Павлова по условно-рефлекторному слюноотделению у собак; метод условного инструментального рефлекса в форме манипуляции рычагами, введенный в 30-х годах Скиннером. В “камере Скиннера” (существуют многочисленные модификации этой камеры) исключается влияние экспериментатора на поведение животного и, тем самым, обеспечивается объективная оценка условно-рефлекторным действиям подопытных животных.

К морфологическим методам относятся самые разнообразные методы окрашивания нервной ткани для световой и электронной микроскопии. Применение современных компьютерных технологий обеспечило качественно новый уровень морфологических исследований. С помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа на экране дисплея создается трехмерная реконструкция отдельного нейрона.

Не менее многочисленны и физиологические методы. К основным относят метод разрушения нервной ткани, электростимуляцию, метод электрической регистрации.

Разрушение нервной ткани, для установления функций исследуемых структур, осуществляется с помощью:

- нейрохирургических перерезок, путем перерыва нервных путей или отдельных частей мозга

- электродов, при пропускании через них электрического тока либо постоянного, такой метод называется метод электролитического разрушения, либо тока высокой частоты - метод термокоагуляции.

- хирургического удаления ткани скальпелем - метод экстирпации или отсасыванием - метод аспирации

- химического воздействия веществами, способных вызывать избирательную гибель нервных клеток (каиновая или иботеновая кислоты и другие вещества)

- к этой же группе можно отнести клинические наблюдения над различными повреждениями нервной системы и мозга в результате травм (военные и бытовые травмы).

Метод электростимуляции применяется для раздражения электрическим током различных отделов мозга, для установления их функций. Именно этим методом была выявлена соматотопия коры и составлена карта двигательной области коры (гомункулус Пенфильда).

Метод электрической регистрации основан на том, что основные функции нервной системы сопровождаются электрическими реакциями, которые можно использовать для контроля за внутримозговыми явлениями.

Электрическая регистрация осуществляется:

-методом электроэнцефалограммы (ЭЭГ), когда с помощью накладных электродов на поверхности кожи головы производится запись суммарной активности клеток коры головного мозга. Запись ЭЭГ широко применяется в клинике и экспериментальной физиологии.

- методом нейронной активности, когда производится запись электрической активности изучаемой нервной клетки с помощью внутриклеточного электрода.

Методы химического анализа позволяют установить, как конкретное вещество воспринимается нейронами - это наиболее современные методы исследования.

- метод радиоавтографии, когда радиоактивное вещество вводится в структуры мозга, тела нейронов поглощают это вещество, посылают по своим аксонам, и оно накапливается в их окончаниях. Накопление радиоактивного вещества можно установить и измерить, накладывая тонкие срезы замороженного мозга на радиочувствительную пленку. Таким методом определяют не только места назначения аксонов, но и какие клетки мозга были активны во время эксперимента, т.е. интенсивность энергетического обмена (методика Л. Соколова с радиоактивной 2-дезоксиглюкозой)

- метод пероксидазы хрена (ПХ); ПХ - маркер, часто используемый в нейроанатомии. Это вещество поглощается отростками нейрона и транспортируется в тело клетки, что позволяет установить нервные связи изучаемых структур.

- позитронно-эмиссионная томография (ПЭТТ-сканирование), когда с помощью наружных датчиков регистрируются вещества, меченные радиоактивными изотопами, что делает возможным картирование активных структур мозга при жизни (in vivo) у человека и лабораторных животных.

К современным методам следует отнести компьютерную аксиальную томографию (КАТ), которая использует рентгенограммы сделанные под разными углами с целью получения картин мозга в поперечном разрезе и метод магнитного ядерного резонанса, с использованием магнитных полей для картирования мозга.