НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СУММАРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Бахарев Б. В., Жадин М. Н.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
В предыдущих работах (Zhadin,
1984; Жадин, 1994; Бахарев, Жадин, 1997) нами была предложена
модель формирования ритмических процессов в электрической активности
коры головного мозга и проведен ее линейный анализ. Т.к. распределение
нервных клеток по величине их порогов является нелинейной функцией,
по-видимому, близкой к нормальному распределению, в данной работе
нами был проведен качественный нелинейный анализ интегральных
уравнений, описывающих процессы взаимодействия возбуждающих и
тормозных нейронов коры. Найдены стационарные точки и определены
области устойчивости в пространстве параметров, определяющихся
числом взаимосвязанных возбуждающих и тормозных нейронов, средней
эффективностью межнейронных связей и средним уровнем активации
нейронов. Решения уравнений, как правило, имели три стационарные
точки. При некоторых значениях параметров по мере роста возбуждения
клеток первая и третья точки были устойчивы, а вторая - неустойчивой.
Это позволило выявить причину возникновения веретен, наблюдаемых
в реальной ЭЭГ. Рассмотрены режимы перехода колебаний среднего
мембранного потенциала возбуждающих клеток в предельный цикл,
частота колебаний в котором определялась длительностью ТПСП, принятой
в модели в соответствии с опытными данными равной 0,3 сек. Эта
частота совпадает с частотой эпилептической активности. Рассмотрен
нелинейный характер изменений уровня возбуждения возбуждающих
и тормозных нейронов в зависимости от величины афферентного притока.
Показано, что усиление афферентного притока возбуждения к коре
больше сказывается на активности тормозных клеток. Результаты
согласуются с нашими данными, полученными при стимуляции ретикулярной
формации среднего мозга кролика.