Техника экспериментальных исследований

 

 

С этой целью делают срезы нервной системы, исследуют их под микроскопом, окрашивают тела нейронов или их аксоны и затем изготовляют модели изученных отделов в трех измерениях. Существенным дополнением к таким приемам исследования явилась разработка методов перерезки и разрушения отдельных нервных трактов и групп нейронов у подопытных животных с последующим прослеживанием в их спинном или головном мозге (естественно, после гибели животных) путей центростремительной и центробежной дегенерации волокон и клеток.

 

Применение стереотаксических приборов и тщательно составленных трехмерных карт мозга позволяет с большой точностью устанавливать место экспериментальных повреждений и нередко добиваться весьма изящных результатов. Электроды, вживленные в отдельные участки центральной нервной системы, в отдельные нейроны, а нередко и в рецепторные органы, позволяют записывать их электрическую активность и регистрировать ответ на какой-либо контролируемый внешний стимул. Например, на отдельные участки сетчатки подаются пучки света с разной длиной волны или на одно либо на оба уха одновременно или поочередно подаются звуковые сигналы различной структуры. Электроды, введенные в зрительные или слуховые центры, позволяют записать электрическую активность, которую можно связать с предъявленными животному стимулами.

 

Важно отметить, что эти экспериментальные приемы должны сочетаться с возможно более подробным описанием анатомических связей нейронов и характера их активности, которая развивается в ответ или как причина (в случае эфферентных нейронов) наблюдаемых явлений. Другая группа методик связана с изучением событий на «входе» и «выходе» нервной системы и использованием индуктивного метода в описании явлений, происходящих внутри организма. Например, некоторые детали обучения животных были выяснены с использованием методики онерантного обусловливания. В этих опытах животное получает вознаграждение, за выполнение определенной задачи (или наказание за невыполнение) и таким образом, меняя условия эксперимента, можно шаг за шагом выяснить все о способности данной особи подчиниться конкретным требованиям. Таким способом удалось, например, научить голубей играть в своеобразный пинг-понг. И хотя на первый взгляд все это кажется никчемной затеей, на самом деле именно этот путь позволяет анализировать такие высшие функции нервной системы, как научение, запоминание и рассудочная деятельность.

 

Методика выработки оперантного условного рефлекса и сходные с ней приемы могут быть использованы также для оценки восприятия у животных (психологически осознанного различения некоторых физических стимулов, скажем присутствия света или звучания ноты «до»). При этом оценивается не только способность воспринимать визуальные или акустические раздражения, но и способность различать небольшие изменения в их характеристиках. А это позволяет вводить некоторые количественные показатели в описание различных «входов» нервной системы. По существу, большинство наиболее надежных результатов по чувствительности восприятия было получено благодаря именно таким экспериментам.

 

На ранних этапах изучение нервной системы ограничивалось почти исключительно позвоночными животными, в особенности млекопитающими. Удобство и целесообразность изучения беспозвоночных были осознаны далеко не сразу. Нервная система этих животных не только меньше по объему и, следовательно, включает меньшее количество клеток (нередко их можно даже сосчитать и распознать), но часто и устроена так, что легко допускает изоляцию ее отдельных участков, например сегментальных ганглиев. Более того, беспозвоночных животных легче достать в больших количествах, легче содержать и легче работать с ними. Обезглавленные насекомые, например, если о них должным образом заботиться, могут жить в течение двух лет. Однако самый важный вклад, который внесли беспозвоночные, вероятно, состоит в том, что они оказались очень удобным объектом для экспериментального изучения природы и значения нейросекреции.

 

Первым героем на этом пути был таракан, затем к нему присоединились гусеницы тутового шелкопряда и постельный клоп. Эти и многие другие животные немало помогли нам в понимании нейросекреции у позвоночных, а также работы нервной системы в целом. Применение описанных методов и тех, что еще неизбежно появятся, сулит нейробиологии бурный расцвет в течение последующих десятилетий.