Подавление предимпульса

Подавление предимпульса: предшествующий стимул ослабляет реакцию испуга.

Подавление предимпульса (PPI ) представляет собой неврологический феномен, при котором более слабый пресимул (предымпульс ) подавляет реакцию организма на последующий сильный рефлекторный стимул (импульс ), часто используют рефлекс испуга. Стимулы обычно акустические, но также используются тактильные раздражители (например, при помощи ударов воздуха по коже) и световые раздражители. Когда предымпульсное подавление велико, соответствующая одноразовая реакция вздрагивания уменьшается.

Снижение амплитуды испуга отражает способность нервной системы временно адаптироваться к сильному сенсорному стимулу, когда предшествующий более слабый сигнал подается для предупреждения организма. ИПП обнаружен у многих видов, включая мышей и людей. Хотя степень адаптации влияет на множество систем, наиболее удобными для измерения являются мышечные реакции, которые обычно ослабляются в результате нервного торможения.

Недостатки торможения предымпульса проявляются в невозможности отфильтровать ненужную информацию; они были связаны с аномалиями сенсомоторного гейтирования. Такие нарушения отмечаются у пациентов, страдающих такими заболеваниями, как шизофрения и болезнь Альцгеймера, а также у людей, находящихся под воздействием лекарств, хирургических манипуляций или мутаций. Исследования ИПП на людях обобщены в обзорах Braff et al. (2001) и Swerdlow et al. (2008).

ИПП и аппарат рефлекса вздрагивания для мышей

• 1 Процедура
• 2 Основные характеристики
• 3 История научной работы
• 4 Нарушение
  • 4.1 Дефицит ИПП при шизофрении
  • 4.2 У грызунов
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Измерение PPI у человека.

Основные три части процедуры - предымпульс, испуганный стимул., и испуганный рефлекс. Используются различные интервалы от предымпульса к импульсу или интервалы опережения: 30, 60, 120, 240 и 480 мс. Интервал между выводами отсчитывается от начала предымпульса до начала импульса. С интервалом, превышающим 500 мс, наиболее вероятно последует облегчение предымпульса - повышенная реакция.

Всплеск белого шума обычно используется в качестве акустического раздражающего стимула.. Обычно длительность предымпульса составляет 20 мс, а для импульса - 40 мс. В исследованиях на людях используется фоновый шум 65–70 дБ, а в экспериментах на грызунах - 30–40 дБ. Предимпульс обычно устанавливается на 3–12 дБ громче фона. Реакция вздрагивания измеряется у грызунов с помощью так называемых автоматических «камер испуга» или «камер стабилизации» с детекторами, регистрирующими реакцию всего тела.

У людей - движения глазодвигательных мышц («Рефлекс моргания глаз» или «реакция моргания глаз», оцененная с помощью электромиографической записи мышцы orbicularis oculi и далее) может использоваться в качестве меры. Результаты для одного импульса сравниваются с предымпульсом плюс импульс, и процент уменьшения рефлекса вздрагивания представляет собой подавление предымпульса. Необходимо учитывать возможное нарушение слуха, так как, например, у некоторых видов мышей по мере взросления развивается высокочастотная потеря слуха.

Записанный сигнал должен быть отфильтрован по полосе пропускания между 28 Гц. и 500 Гц. На этом этапе удаляются артефакты движений глаз и мышечной активности, не зависящие от реакции моргания. Чтобы избежать артефактов наложения, частота дискретизации сигнала должна быть не менее 1024 Гц, что более чем в два раза превышает верхнюю границу полосового фильтра (вдвое больше частоты Найквиста ). После фильтрации результирующий сигнал выпрямляется и сглаживается.

При сообщении об отклонении сигнала, вызванном раздражающим стимулом, термин средняя амплитуда (мА) относится к средней реакции вздрагивания, исключая испытания без ответа. Однако для расчета средней величины (мМ) испытания без ответа устанавливаются на ноль перед усреднением. Разделив количество обнаруженных ответов (количество попыток, использованных для вычисления амплитуды) на общее количество вызывающих стимулов, получим вероятность ответа (P). Таким образом, увеличение вероятности отклика смещает среднюю величину отклика в сторону средней амплитуды отклика.

$m\; M\; =\; m\; A\; \times \; P\; \{\backslash \; displaystyle\; mM\; =\; mA\; \backslash \; times\; P\}$

Рекомендуется использовать вычисленное среднее значение для сообщения среднего испуганный ответ. Поскольку этот показатель включает также показатели отсутствия ответа, он демонстрирует повышенную достоверность по сравнению со средней амплитудой.

• Величина ИЦП часто значима, достигая 65% у здоровых людей.
• Максимальное ингибирование обычно наблюдается при интервале 120 мс.
• Базовая реакция испуга не влияет на общие уровни ИПП - это открытие было впервые обнаружено в исследованиях на крысах, а затем дублировано в исследованиях на мышах.
• Противоположная реакция, предимпульсное облегчение (PPF) - тенденция к усилению реакции испуга после предымпульса меньшей интенсивности - обычно отмечается, когда интервал между стимулами длится более 500 мс.. Считается, что PPF отражает, по крайней мере частично, устойчивое внимание: предымпульс, если за ним не последовал импульс менее чем за полсекунды, будет иметь тенденцию вызывать у объекта скорее испуганную реакцию, чем меньшую.
• Отмечаются половые различия в торможении и облегчении предымпульса, у мужчин более высокий ИПП (т. Е. Когда за предымпульсом быстро следует пульс, все субъекты, как правило, испытывают меньшую реакцию испуга, при этом мужчины часто испытывают меньшую реакцию испуга по сравнению с женщины) и женщины с более высоким PPF (то есть, когда предымпульс происходит более чем за полсекунды до импульса, все испытуемые, как правило, испытывают повышенную реакцию испуга, причем женщины имеют тенденцию испытывать более сильную реакцию испуга, чем мужчины).
• Монофонический ИПП выше, чем бинауральный - реакция испуга уменьшается, когда раздражитель (шум) ощущается только в одном ухе, а не в обоих ушах.
• Даже самый первый предымпульс сеанса теста вызывает торможение, что указывает на То есть, для возникновения этого эффекта не нужны кондиционирование и обучение. Однако отсутствие условности было поставлено под сомнение.
• Однако тысячная предымпульс также вызывает торможение; явление очень устойчивое
• Считается, что короткие интервалы, используемые в задаче PPI, не дают достаточно времени для активации произвольного ответа: реакции на импульсы и предымпульсы, разделенные короткими временные рамки считаются непроизвольными.
• На предварительные импульсы можно обратить внимание или игнорировать их, и внимание влияет на результат. В одном исследовании нормальным студентам колледжа было предложено обратить внимание на один из видов предымпульсов, высокий или низкий, и игнорировать другой. Обслуживаемый предымпульс вызывал значительно большее торможение на интервале 120 мс по сравнению с игнорируемым и значительно большее облегчение на интервале 2000 мс. Это отражает склонность испытуемых ожидать услышать импульсный звук определенной частоты, эффект, который сильно выражен, когда предымпульс происходит за две секунды до импульса и когда слышны другие импульсы, которые сознательно «игнорируются».
• Увеличение длительности предымпульса приводит к увеличению PPI: чем длиннее предымпульс, тем больше уменьшается последующая реакция испуга.
• Устойчивый фоновый шум облегчает реакцию испуга, в то время как импульсный фон вызывает торможение.

Предимпульсное торможение было впервые описано в 1862 году Сеченовым и было повторно открыто по крайней мере дважды, прежде чем Говард С. Хоффман снова открыл его в 1963 году. Хоффман был первым, кто использовал этот термин. предымпульс. Он продолжал свою работу над удивлением до 1980-х годов. Его многочисленные статьи о рефлексе и его модификации заложили основу для широкого использования предымпульсного торможения сегодня в исследованиях шизофрении и других расстройств.

Одной из возможных причин, по которой он был обнаружен и повторно открыт, является то, что его путали с Павловским условием.. Во-вторых, это не очень хорошо вписывалось в теорию того времени.

Нарушения ИЦП изучаются на людях и многих других видах. Наиболее изучены дефициты ИПП при шизофрении, хотя это заболевание не единственное, которое связано с такими дефицитами. Они были отмечены при паническом расстройстве (Ludewig, et al., 2005), шизотипическом расстройстве личности, обсессивно-компульсивном расстройстве (Swerdlow et al., 1993), болезнь Хантингтона, ночной энурез и синдром дефицита внимания (Ornitz et al., 1992) и синдром Туретта (Swerdlow et al.. 1994; Castellanos et al. 1996). Согласно одному исследованию, у людей с височной эпилепсией с психозом также наблюдается снижение ИПП, в отличие от тех, у кого ВПЭ без психоза. Следовательно, дефицит ИПП не характерен для конкретного заболевания, а скорее свидетельствует о нарушениях в конкретном мозговом контуре.

Дефицит ИПП при шизофрении

Дефицит ИПП является хорошо описанной находкой при шизофрении, первое сообщение датируется 1978 годом. Аномалии также отмечаются у здоровых родственников. пациентов. В одном исследовании у пациентов не наблюдалось повышенного ИПП при посещении предымпульсов. Дофамин, который играет важную роль при шизофрении, на моделях грызунов, как было показано, регулирует сенсомоторное управление воротами. Эти результаты соответствуют допаминовой гипотезе шизофрении. Теоретически нарушение ИПП при шизофрении может быть связано с процессами сенсорного переполнения и когнитивной фрагментации.

Было показано, что антипсихотические препараты увеличивают ИПП у пациентов, а атипичные антипсихотики имеют больший эффект. У пациентов наблюдается такое же гендерное различие в ИПП, что и у здоровых людей: у мужчин ИПП выше, чем у женщин. Одним из примечательных открытий является то, что пациенты испытывают специфический дефицит ИПП с интервалами предымпульса 60 мс по сравнению с интервалами другой длины; это остается так даже при лечении антипсихотиками.

Другой факт - влияние курения сигарет: исследования показывают, что курение действительно «успокаивает нервы». У некурящих пациентов ИПП ниже, чем у курильщиков, а у заядлых курильщиков самый высокий ИПП. Этот вывод согласуется с высокими показателями курения среди пациентов с шизофренией, которые оцениваются в 70%, при этом многие пациенты выкуривают более 30 сигарет в день. Некоторые исследования показывают связь шизофрении с генами CHRNA7 и CHRFAM7A, которые кодируют субъединицу альфа7 никотиновых рецепторов, но другие исследования отрицательны. Вопреки прогнозам, мыши с нокаутом субъединицы альфа7 рецептора никотина не демонстрируют нарушений в PPI.

У грызунов

мышиные модели широко используются для проверки гипотез, связывающих генетические компоненты различных заболеваний с сенсомоторным гейтингом. Хотя некоторые из гипотез выдерживают проверку, другие - нет, поскольку некоторые модели мышей показывают неизменный или повышенный ИПП, вопреки ожиданиям, как в тестах на COMT -дефицитных мышах.

Некоторые хирургические процедуры также нарушают ИЦП у животных, помогая расшифровать основные схемы.

Многие исследования ИПП на животных проводятся для понимания и моделирования патологии шизофрении. Подобные шизофрении методы нарушения ИПП у грызунов были разделены в одном обзоре на четыре модели:

• нарушение ИПП, вызванное агонистами дофаминовых рецепторов, наиболее подтвержденными для исследований антипсихотических препаратов ;
• Нарушение ИПП агонистами рецептора 5-HT2 ;
• Нарушение ИПП НМДАР антагонистами ;
• Нарушение ИПП в результате вмешательства, связанного с развитием (изоляция воспитание, материнская депривация).

На животных с таким дефицитом тестируются различные химические соединения. Соединения, которые способны восстанавливать ИПП, могут быть дополнительно исследованы на предмет их потенциальной антипсихотической роли.

Обзор генетических основ торможения предымпульсом можно найти в метаанализе, проведенном Quednow et. al (2017). Кроме того, обновленное резюме доклинических и клинических данных по ИПП можно найти в недавнем всеобъемлющем обзоре.

• Скрытое ингибирование

Wikimedia У Commons есть материалы, относящиеся к ингибированию предимпульса.

• «Таблица 1: Фармакология PPI мыши».от Geyer MA, McIlwain KL, Paylor R (2002). «Генетические модели мыши для предымпульсного торможения: ранний обзор». Молекулярная психиатрия. 7 (10): 1039–53. doi : 10.1038 / sj.mp.4001159. PMID 12476318.
• Потеря ваших (предимпульсных) ингибирований - все о α3-ГАМК? - Форум по исследованию шизофрении
• Дефицит предимпульсного ингибирования предсказывают функциональные трудности при шизофрении - Schizophrenia Research Форум
• Анализ никотинового обострения снижения ИПП в модели шизофрении на грызунах - кандидатская диссертация с подробным обзором моделей нарушения ИПП при шизофрении у грызунов