• 1990 (Том 4)
  • 1989 (Том 3)
  • 1988 (Том 2)
  • 1987 (Том 1)

Том 35 №2

Содержание

  1. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОТОРНОГО КОНТРОЛЯ В “ГИБРИДНЫХ” ПОЗАХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
  2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРВИЧНОЙ СЛУХОВОЙ КОРЫ КОШКИ
  3. АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СТРАТЕГИЙ КАТЕГОРИАЛЬНОГО ЗРИТЕЛЬНОГО ПОИСКА
  4. ВЛИЯНИЕ СЛУХОВОЙ LTP-ПОДОБНОЙ СТИМУЛЯЦИИ НА ОБРАБОТКУ ЗВУКОВЫХ СТИМУЛОВ
  5. ПРИМЕНЕНИЕ КАРТЫ ГРАДИЕНТОВ ДЛЯ ДЕТЕКЦИИ ДОЖДЕВЫХ КАПЕЛЬ НА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
  6. АЛГОРИТМ ЛОКАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПУТИ АВТОНОМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ОСНОВЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТРАЕКТОРИИ В ПРОСТРАНСТВЕННОЙ РЕШЕТКЕ СОСТОЯНИЙ

ВЛИЯНИЕ СЛУХОВОЙ LTP-ПОДОБНОЙ СТИМУЛЯЦИИ НА ОБРАБОТКУ ЗВУКОВЫХ СТИМУЛОВ

© 2021 г. А. Б. Ребрейкина1,2, Д. Ф. Клеева1,3, Г. А. Согоян1,2,3, О. В. Сысоева1,2

1Научно-технологический университет “Сириус” 354340 г. Сочи, Адлерский р-н, Олимпийский пр-т, д. 1, Россия
anna.rebreikina@gmail.com
2ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук (ИВНД и НФ РАН) 117485 Москва, ул. Бутлерова, д. 5А, Россия
3Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики” (НИУ ВШЭ) 101000 Москва, ул. Мясницкая, д. 20, Россия

Поступила в редакцию 01.12.2020 г.

Высокочастотная электрическая стимуляция вызывает усиление синаптической передачи между двумя нейронами, сохраняющееся продолжительное время (долговременная потенциация/longterm potentiation, LTP). Недавние исследования показали, что сенсорная (так называемая LTP-подобная, с частотой выше 9 Гц) стимуляция может вызывать эффекты, аналогичные тем, что проявляются после электрической стимуляции и характеризуют LTP. В единичных исследованиях на людях в слуховой модальности было показано, что после LTP-подобной стимуляции увеличиваются компонент N1, отражающий репрезентацию физических характеристик сигнала в слуховой коре, и компонент MMN, связываемый с различимостью стимулов. В настоящем исследовании в дополнение к предыдущим работам исследовали эффекты стимуляции не только непосредственно после стимуляции, а также при последующем визите в лабораторию. Мы использовали пассивную оддболл парадигму с двумя редкими (10% каждый) девиантными тонами (980 и 1020 Гц) и стандартным (80%) тоном 1000 Гц. Эту парадигму предъявляли три раза: до (контрольная серия), сразу после LTPподобной стимуляции и через 7–35 дней. LTP-подобную стимуляцию проводили с использованием тона 1020 Гц, предъявляемого в течение трех минут с синусоидальной модуляцией амплитуды с частотой 26 Гц. Сразу после стимуляции компонент N1 уменьшился на стимулы с частотой 980 и 1000 Гц, а на стимул, который использовался для стимуляции (1020 Гц), этот компонент не изменился. Мы полагаем, что это может быть связано с механизмом латерального торможения. Однако во второй визит в лабораторию данный эффект уже не проявлялся, но регистрировалось увеличение амплитуды N1 на стимул 1020 Гц, что может свидетельствовать об отсроченном эффекте “потенциации” для стимулируемого тона. Различий в MMN выявлено не было. Таким образом, мы показали пластические перестройки в слуховой коре, вызываемые LTP-подобной стимуляцией, которые могут лежать в основе обучения.

Ключевые слова: слуховые вызванные потенциалы, долговременная потенциация (LTP), LTP-подобная стимуляция, латеральное торможение, компонент N1, негативность рассогласования (MMN)

DOI: 10.31857/S0235009221020074

Цитирование для раздела "Список литературы": Ребрейкина А. Б., Клеева Д. Ф., Согоян Г. А., Сысоева О. В. Влияние слуховой ltp-подобной стимуляции на обработку звуковых стимулов. Сенсорные системы. 2021. Т. 35. № 2. С. 144–152. doi: 10.31857/S0235009221020074
Цитирование для раздела "References": Rebreikina A. B., Kleeva D. F., Soghoyan G. A., Sysoeva O. V. Vliyanie slukhovoi ltp-podobnoi stimulyatsii na obrabotku zvukovykh stimulov [Effect of auditory ltp-like stimulation on the processing of sounds]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2021. V. 35(2). P. 144–152 (in Russian). doi: 10.31857/S0235009221020074

Список литературы:

  • Abraham W.C., Williams J.M. Properties and mechanisms of LTP maintenance. The Neuroscientist. 2003. V. 9 (6). P. 463–474. https://doi.org/10.1177/1073858403259119
  • Beste C., Wascher E., Güntürkün O., Dinse H.R. Improvement and impairment of visually guided behavior through LTP-and LTD-like exposure-based visual learning. Current Biology. 2011. V. 21(10). P. 876–882. https://doi.org/10.1016/j.cub.2011.03.065
  • Çavuş I., Reinhart R.M., Roach B.J., Gueorguieva R., Teyler T.J., Clapp W.C., Mathalon D.H. Impaired visual cortical plasticity in schizophrenia. Biological psychiatry. 2012. V. 71 (6). P. 512–520. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2012.01.013
  • Clapp W.C., Kirk I.J., Hamm J.P., Shepherd D., Teyler T.J. Induction of LTP in the human auditory cortex by sensory stimulation. European Journal of Neuroscience. 2005. V. 22 (5). P. 1135–1140. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2005.04293.x
  • Clapp W.C., Eckert M.J., Teyler T.J., Abraham W.C. Rapid visual stimulation induces N-methyl-D-aspartate receptor-dependent sensory long-term potentiation in the rat cortex. Neuroreport. 2006. Т. 17 (5). P. 511–515. https://doi.org/10.1097/01.wnr.0000209004.63352.10
  • Clapp W.C., Hamm J.P., Kirk I.J., Teyler T.J. Translating long-term potentiation from animals to humans: a novel method for noninvasive assessment of cortical plasticity. Biological psychiatry. 2012. V. 71 (6). P. 496–502. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2011.08.021
  • Clapp W.C., Muthukumaraswamy S.D., Hamm J.P., Teyler T.J., Kirk I.J. Long-term enhanced desynchronization of the alpha rhythm following tetanic stimulation of human visual cortex. Neuroscience letters. 2006. V. 398 (3). P. 220–223. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2005.12.081
  • Collingridge G.L., Bliss T.V.P. NMDA receptors-their role in long-term potentiation. Trends in neurosciences. 1987. V. 10 (7). P. 288–293. https://doi.org/10.1016/0166-2236(87)90175-5
  • Cooke S.F., Bliss T.V.P. Plasticity in the human central nervous system. Brain. 2006. V. 129 (7). P. 1659–1673. https://doi.org/10.1093/brain/awl082
  • Cooke S.F., Bear M.F. Stimulus-selective response plasticity in the visual cortex: an assay for the assessment of pathophysiology and treatment of cognitive impairment associated with psychiatric disorders. Biological psychiatry. 2012. V. 71 (6). P. 487–495. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2011.09.006
  • Eggermont J.J. The role of sound in adult and developmental auditory cortical plasticity. Ear and hearing. 2008. V. 29 (6). P. 819–829. https://doi.org/10.1097/AUD.0b013e3181853030
  • Frey U., Morris R.G.M. Synaptic tagging and long-term potentiation. Nature. 1997. V. 385 (6616). P. 533–536.
  • Kirk I.J., McNair N.A., Hamm J.P., Clapp W.C., Mathalon D.H., Cavus I., Teyler T.J. Long-term potentiation (LTP) of human sensory-evoked potentials. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science. 2010. V. 1 (5). P. 766–773. https://doi.org/10.1002/wcs.62
  • Kompus K., Westerhausen R. Increased MMN amplitude following passive perceptual learning with LTP-like rapid stimulation. Neuroscience letters. 2018. V. 666. P. 28–31. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2017.12.035
  • Lei G., Zhao Z., Li Y., Yu L., Zhang X., Yan Y., Shen W. A method to induce human cortical long-term potentiation by acoustic stimulation. Acta Oto-Laryngologica. 2017. V. 137 (10). P. 1069–1076. https://doi.org/10.1080/00016489.2017.1332428
  • Lu W.Y., Man H.Y., Ju W., Trimble W.S., MacDonald J.F., Wang Y.T. Activation of synaptic NMDA receptors induces membrane insertion of new AMPA receptors and LTP in cultured hippocampal neurons. Neuron. 2001. V. 29 (1). P. 243–254.
  • Malenka R.C., Nicoll R.A. Long-term potentiation – a decade of progress? Science. 1999. V. 285 (5435). P. 1870–1874. https://doi.org/10.1126/science.285.5435.1870
  • May P.J.C., Tiitinen H. Mismatch negativity (MMN), the deviance-elicited auditory deflection, explained. Psychophysiology. 2010. V. 47 (1). P. 66–122. https://doi.org/10.1111/j.1469-8986.2009.00856.x
  • McNair N.A., Clapp W.C., Hamm J.P., Teyler T.J., Corballis M.C., Kirk I.J. Spatial frequency-specific potentiation of human visual-evoked potentials. Neuroreport. 2006. V. 17 (7). P. 739–741. https://doi.org/10.1097/01.wnr.0000215775.53732.9f
  • Mears R.P., Spencer K.M. Electrophysiological assessment of auditory stimulus-specific plasticity in schizophrenia. Biological psychiatry. 2012. V. 71 (6). P. 503–511. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2011.12.016
  • Moser E.I., Krobert K.A., Moser M.B., Morris R.G. Impaired spatial learning after saturation of long-term potentiation. Science. 1998. V. 281 (5385). P. 2038–2042. https://doi.org/10.1126/science.281.5385.2038
  • Näätänen R., Paavilainen P., Rinne T., Alho K. The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: a review. Clinical neurophysiology. 2007. V. 118 (12). P. 2544–2590. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.026
  • Näätänen R., Paavilainen P., Alho K., Reinikainen K., Sams M. Do event-related potentials reveal the mechanism of the auditory sensory memory in the human brain? Neuroscience letters. 1989. V. 98 (2). P. 217–221. https://doi.org/10.1016/0304-3940(89)90513-2
  • Nabavi S., Fox R., Proulx C.D., Lin J.Y., Tsien R.Y., Malinow R. Engineering a memory with LTD and LTP. Nature. 2014. V. 511 (7509). P. 348–352. https://doi.org/10.1038/nature13294
  • Nelken I. Stimulus-specific adaptation and deviance detection in the auditory system: experiments and models. Biological cybernetics. 2014. V. 108 (5). P. 655–663. https://doi.org/10.1007/s00422-014-0585-7
  • Novak G. P., Ritter W., Vaughan Jr. H. G., Wiznitzer M. L. Differentiation of negative event-related potentials in an auditory discrimination task. Electroencephalography and clinical Neurophysiology. 1990. V. 75 (4). P. 255–275.
  • Pakarinen S., Takegata R., Rinne T., Huotilainen M., Näätänen R. Measurement of extensive auditory discrimination profiles using the mismatch negativity (MMN) of the auditory event-related potential (ERP). Clinical Neurophysiology. 2007. V. 118 (1). P. 177–185. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2006.09.001
  • Pantev C., Okamoto H., Ross B., Stoll W., Ciurlia-Guy E., Kakigi R., Kubo T. Lateral inhibition and habituation of the human auditory cortex. European Journal of Neuroscience. 2004. V. 19 (8). P. 2337–2344. https://doi.org/10.1111/j.0953-816X.2004.03296.x
  • Pantev C., Bertrand, O., Eulitz C., Verkindt C., Hampson S., Schuierer G., Elbert T. Specific tonotopic organizations of different areas of the human auditory cortex revealed by simultaneous magnetic and electric recordings. Electroencephalography and clinical neurophysiology. 1995. V. 94 (1). P. 26–40. https://doi.org/10.1016/0013-4694(94)00209-4
  • Rauschecker J.P., Scott S.K. Maps and streams in the auditory cortex: nonhuman primates illuminate human speech processing. Nature neuroscience. 2009. V. 12 (6). P. 718–724. https://doi.org/10.1038/nn.2331
  • Ross R.M., McNair N.A., Fairhall S.L., Clapp W.C., Hamm J.P., Teyler T.J., Kirk I.J. Induction of orientation-specific LTP-like changes in human visual evoked potentials by rapid sensory stimulation. Brain research bulletin. 2008. V. 76 (1–2). P. 97–101. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2008.01.021
  • Suga N. Sharpening of frequency tuning by inhibition in the central auditory system: tribute to Yasuji Katsuki. Neuroscience research. 1995. V. 21 (4). P. 287–299. https://doi.org/10.1016/0168-0102(94)00868-g
  • Stein A., Engell A., Okamoto H., Wollbrink A., Lau P., Wunderlich R., Pantev C. Modulatory effects of spectral energy contrasts on lateral inhibition in the human auditory cortex: an MEG study. PLoS One. V. 8 (12). P. e80899. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0080899
  • Takeuchi T., Duszkiewicz A.J., Morris R.G. The synaptic plasticity and memory hypothesis: encoding, storage and persistence. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences. 2013. V. 369 (1633). P. 20130288. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0288
  • Teyler T.J., Hamm J.P., Clapp W.C., Johnson B.W., Corballis M.C., Kirk I.J. Long-term potentiation of human visual evoked responses. European Journal of Neuroscience. 2005. V. 21 (7). P. 2045–2050. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2005.04007.x
  • Tiitinen H., May P., Näätänen R. The transient 40-Hz response, mismatch negativity, and attentional processes in humans. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 1997. V. 21 (5). P. 751–771.
  • Todorovic A., Schoffelen J.M., van Ede F., Maris E., de Lange F.P. Temporal expectation and attention jointly modulate auditory oscillatory activity in the beta band. PLoS One. 2015. V. 10 (3). P. e0120288. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0120288
  • Zaehle T., Clapp W.C., Hamm J.P., Meyer M., Kirk I.J. Induction of LTP-like changes in human auditory cortex by rapid auditory stimulation: an FMRI study. Restorative neurology and neuroscience. 2007. V. 25 (3–4). P. 251–259.