Зависимость вариабельности ответов нейронов полукружного торуса лягушки от параметров акустических стимулов

Abstract

Ответы нейронов различных сенсорных ядер на предъявление специфических стимулов могут быть охарактеризованы не только средним числом потенциалов действия (ПД) в таком ответе и характером их временнóго распределения, но и степенью воспроизводимости реакции. Мы исследовали импульсные ответы нейронов, расположенных в слуховом центре среднего мозга травяной лягушки, при действии отрезков тона характеристической частоты, не модулированных и модулированных по амплитуде. Воспроизводимость реакции оценивали по фактору Фано – отношению дисперсии числа ПД, генерируемых в ответ на одно предъявление сигнала, к среднему числу ПД в реакции. Нейроны существенно различались между собой по данной характеристике. В исследованной выборке не удалось выявить четкой связи фактора Фано со средним числом ПД в ответе, хотя у отдельных клеток такие связи могли оказываться вполне достоверными. В случае действия сигналов невысокой интенсивности повышение последней обычно приводило к улучшению воспроизводимости реакции, однако при больших уровнях сигнала эта тенденция не поддерживалась. Усложнение сигнала путем введения амплитудной модуляции чаще вызывало уменьшение вариабельности реакций, хотя у части клеток характер данной зависимости был противоположным. Выявлена тенденция к росту фактора Фано с увеличением продолжительности интервала наблюдения. Обращается внимание на возможность связи стохастичности реакций отдельных клеток сенсорных систем с вариабельностью ответов целого организма на фиксированную сенсорную стимуляцию.

Відповіді нейронів різних сенсорних ядер на пред’явлення специфічних стимулів можуть бути охарактеризовані не тільки середнім числом потенціалів дії (ПД) у такій відповіді та характером їх часового розподілу, але й мірою відтворюваності реакції. Ми досліджували імпульсні відповіді нейронів, локалізованих у слуховому центрі середнього мозку трав’яної жаби, при дії відрізків тону характеристичної частоти, не модульованих за амплітудою. Відтворюваність реакції оцінювали за фактором Фано – відношенням дисперсії числа ПД, генерованих у відповідь на одне пред’явлення до середнього числа ПД у реакції. Нейрони істотно розрізнялися між собою за даною характеристикою. У дослідженій виборці не вдалося виявити чіткого зв’язку фактора Фано із середнім числом ПД у відповіді, хоча в окремих клітин такі зв’язки могли бути цілком вірогідними. У разі дії сигналів невисокої інтенсивності підвищення останньої звичайно призводило до покращення відтворюваності реакцій, однак при більших рівнях сигналу ця тенденція не підтримувалася. Ускладнення сигналу за рахунок уведення амплітудної модуляції частіше викликало зменшення варіабельності реакцій, хоч у частини клітин характер даної залежності був протилежним. Виявлена тенденція до зростання фактора Фано зі збільшенням тривалості інтервалу спостереження. Звертається увага на можливість зв’язку стохастичності реакцій окремих клітин сенсорних систем із варіабельністю відповідей цілого організму на фіксовану сенсорну стимуляцію.