Interested Article - Преимпульсное ингибирование

martine
  • 2021-07-27
  • 2

Преимпульсное ингибирование: упреждающий стимул снижает выраженность реакции вздрагивания

Преимпульсное ингибирование ( англ. prepulse inhibition, PPI ) — снижение моторной реакции организма на сильный резкий стимул (импульс, англ. pulse ), обычно звуковой , при наличии слабого предварительного стимула(преимпульс, англ. prepulse ). PPI является индикатором сенсоромоторной фильтрации ( англ. sensorimotor gating ), отражающим способность ЦНС фильтровать сенсорную информацию .

Фармакологические средства, а также генетические особенности организма и генетические мутации, психические и неврологические заболевания, органические нарушения нервной системы и другие факторы изменяют способность к преимпульсному ингибированию. Наиболее изучено снижение преимпульсного ингибирования у больных шизофренией . Различные методики измерения PPI у животных и человека применяются для изучения работы ЦНС, исследования механизмов заболеваний и воздействия терапевтических методов на организм, поиска новых антипсихотических лекарств.

Процедура измерения PPI

Измерение преимпульсного ингибирования у человека

При использовании звуковых стимулов измеряется амплитуда так называемой «акустической реакции испуга» ( англ. acoustic startle response, ASR ). Иногда используются незвуковые стимулы и их сочетания — в таком случае говорят о сенсорной реакции испуга ( англ. sensory startle response, SSR ). Стимулом может служить вспышка света, легкий щелчок по надпереносью ( англ. glabellar tap ), дуновение воздуха. Практикуется сочетание разных типов стимулов, например, звукового преимпульса и щелчка или светового преимпульса и звукового импульса.

Измерение PPI у грызунов проходит в так называемых «камерах испуга» ( англ. startle chambers ), оборудованных детекторами движения. У людей обычно измеряется реакция глазодвигательных мускулов. При использовании звука учитываются возможные нарушения слуха .

Используются различные межимпульсные интервалы — 30, 60, 120, 240 и 480 мс. Длительность интервала рассчитывается от начала преимпульса до начала импульса. При интервалах длительностью более 500 мс обычно наступает обратная реакция — преимпульсное усиление ( англ. prepulse facilitation, PPF ). Типичная длительность преимпульса — 20 мс, импульса — 40 мс. В акустическом тесте обычно используют фоновый белый шум . Громкость преимпульса, как правило, устанавливают выше фоновой на 3-12 децибел , при этом акустические стимулы также обычно представляют собой белый шум.

Ключевые особенности PPI

  • Амплитуда ингибирования достигает у здоровых людей 65 %.
  • Максимальное ингибирование обычно наблюдается при межимпульсном интервале в 120 мс.
  • Базовая реакция испуга не влияет на силу ингибирования — впервые это было отмечено в опытах с крысами, затем подтверждено в опытах на мышах.
  • Обратная реакция, преимпульсное усиление, обычно сопровождает межимпульсные промежутки длительностью более 500 мс. Считается, что PPF в некоторой степени отражает способность к поддержанию внимания .
  • У мужчин в среднем сильнее преимпульсное ингибирование, в то время как у женщин более выражено преимпульсное усиление.
  • PPI более выражено при использовании лишь одного уха , чем при использовании обоих.
  • Ингибирование реакции наступает при первом же сигнале даже при впервые проводимом тесте, следовательно, для возникновения реакции PPI не требуется обучения и обусловливания. Однако отсутствие воздействия обучения на реакцию PPI оспаривается.
  • Считается, что краткость задержки между сигналами не позволяет использовать волевой контроль в ответной реакции.
  • В то же время возможно поставить задачу игнорировать одни преимпульсы и реагировать на другие. В одном исследовании, здоровые испытуемые продемонстрировали усиленные реакции PPI и PPF при интервалах в 120 мс и 2000 мс на стимулы заданного типа, и ослабленные реакции на стимулы, которые требовалось игнорировать.
  • Амплитуда реакции испуга возрастает с увеличением фонового шума , а также при удлинении преимпульса.
  • При стабильном фоновом шуме реакция испуга сильнее, чем при пульсирующем.

Нарушение PPI

Исследования нарушений PPI проводятся у человека и многих других видов. Наиболее изучены дефициты PPI при шизофрении , хотя они типичны не только для этого заболевания. Их отмечают также при паническом расстройстве , (Ludewig, et al., 2005) шизотипическом расстройстве личности, обсессивно-компульсивном расстройстве, (Swerdlow et al., 1993), болезни Гентингтона, энурезе , дефиците внимания (Ornitz et al. 1992), и синдроме Туретта (Swerdlow et al. 1994; Castellanos et al. 1996). По данным одного исследования, у людей с височной эпилепсией и психозом отмечается дефицит PPI, в то время при форме заболевания без психоза отклонения не обнаруживается. Следовательно, дефициты PPI связаны не с конкретным заболеванием, а с нарушениями в определенных нейросвязях.

Дефицит PPI при шизофрении

Снижение PPI описано во многих работах по шизофрении . Первое упоминание датируется 1978 годом . Отклонения также отмечены у здоровых родственников пациентов. В одном исследовании показано, что при направлении внимания на препульс у пациентов не происходит усиления PPI. Дофамин , играющий значительную роль при шизофрении, регулирует сенсомоторную фильтровку информации у грызунов. Эти находки укладываются в гипотетические описания дофаминовых механизмов заболевания, возможно, будучи связаны с процессами сенсорной перегрузки и фрагментации когнитивных процессов.

Показано, что антипсихотики увеличивают PPI у пациентов, притом атипичные нейролептики показывают больший эффект. Половые различия в реакции у больных не отличаются от таковых у здоровых людей: у мужчин ингибирование сильнее. У пациентов отмечен специфический дефицит PPI при интервале в 60 мс, даже при терапии этот интервал даёт сниженную реакцию ингибирования.

Отмечено, что у курящих PPI выше, чем у некурящих, причем наиболее сильное ингибирование зафиксировано у наиболее сильно курящих больных. Эта находка согласуется с данными о пристрастии больных к сигаретам . Около 70 % больных курят, причём многие выкуривают более 30 сигарет в день. Возможно, это как-то улучшает состояние больных. В некоторых работах отмечается ассоциация шизофрении с генами и , кодирующими субъединицы , однако в других работах такой корреляции не обнаруживается. Вопреки ожиданиям, и нокаутные по альфа7 субъединице рецептора мыши имеют нормальное PPI.

Животные модели снижения PPI

Измерение реакции испуга у мыши (из статьи ).

Ведутся активные исследования PPI у животных в целях лучшего понимания и моделирования шизофрении. Способы генерации шизофреноподобных нарушений PPI, согласно обзору Geyer et al., укладываются в четыре модели:

  • Нарушение PPI с помощью агонистов дофаминовых рецепторов. Используется при поиске антипсихотиков.
  • Использование агонистов серотонинового рецептора 5-HT2
  • Использование NMDA-антагонистов
  • Вмешательство в процесс развития (выращивание животного в изоляции, депривация общения с матерью). На таких животных тестируются различные препараты, и усиление ингибирования считается признаком возможного антипсихотического действия.

Гены, ассоциируемые с PPI

Примечания

  1. Swerdlow N.R., Light G.A., Cadenhead K.S., Sprock J., Hsieh M.H., Braff D.L. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2006. — December ( vol. 63 , no. 12 ). — P. 1325—1335 . — doi : . — . (недоступная ссылка)
  2. Graham FK (1975). The more or less startling effects of weak prestimulation. Psychophysiology 12: 238—248.
  3. Swerdlow NR, Geyer MA, Braff DL. (2001) Neural circuitry of prepulse inhibition of startle in the rat: current knowledge and future challenges. Psychopharmacology 2001; 156: 194—215.
  4. Paylor R, Crawley JN. (1997) Inbred strain differences in prepulse inhibition of the mouse startle response. Psychopharmacology 1997; 132: 169—180.
  5. Aasen I, Kolli L, Kumari V. Sex effects in prepulse inhibition and facilitation of the acoustic startle response: implications for pharmacological and treatment studies. J Psychopharmacol. 2005 Jan;19(1):39-45.
  6. Hoffman HS, Stitt CL. Inhibition of the glabella reflex by monaural and binaural stimulation. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1980 Nov;6(4):769-76.
  7. Kumari V, Fannon D, Sumich AL, Sharma T. (2007) Startle gating in antipsychotic-naive first episode schizophrenia patients: One ear is better than two. Psychiatry Res. 2007 Mar 21; [Epub ahead of print]
  8. Amsterdam; New York : Elsevier, 2001 Attraction, Distraction and Action: multiple perspectives on attentional capture ; By Charles L. Folk, Bradley S. Gibson. ISBN 0-444-50676-4 от 11 ноября 2012 на Wayback Machine
  9. Filion DL, Dawson ME, Schell AM. (1993) Modification of the acoustic startle-reflex eyeblink: a tool for investigating early and late attentional processes. Biol Psychol. 1993 Jul;35(3):185-200.
  10. Hoffman, H., Fleshler, M. (1963, September 6). Startle reaction: Modificationby background acoustic stimulation. Science, 141, 928—930.
  11. Cadenhead KS, Geyer MA, Braff DL. Impaired startle prepulse inhibition and habituation in patients with schizotypal personality disorder. Am J Psychiatry. 1993 Dec;150(12):1862-7
  12. Swerdlow NR, Paulsen J, Braff DL, Butters N, Geyer MA, Swenson MR. Impaired prepulse inhibition of acoustic and tactile startle response in patients with Huntington’s Disease. J Neurol Neurosur Psychiatry 1995; 58: 192—200.
  13. Morton, N., Gray, N.S., Mellers, J., Toone, B., Lishman, W.A., & Gray, J.A. (1994). Prepulse inhibition in temporal lobe epilepsy. Schizophrenic Research, 15, 191.
  14. Braff D, Stone C, Callaway E, Geyer M, Glick I, Bali L. Prestimulus effects on human startle reflex in normals and schizophrenics. Psychophysiology. 1978 Jul;15(4):339-43.
  15. Kumari V, Das M, Zachariah E, Ettinger U, Sharma T. Reduced prepulse inhibition in unaffected siblings of schizophrenia patients. Psychophysiology. 2005 Sep;42(5):588-94.
  16. Cadenhead KS, Swerdlow NR, Shafer KM, Diaz M, Braff DL. Modulation of the startle response and startle laterality in relatives of schizophrenic patients and in subjects with schizotypal personality disorder: evidence of inhibitory deficits. Am J Psychiatry. 2000 Oct;157(10):1660-8. Erratum in: Am J Psychiatry 2000 Nov;157(11):1904.
  17. Hazlett EA, Romero MJ, Haznedar MM, New AS, Goldstein KE, Newmark RE, Siever LJ, Buchsbaum MS. (2007) Deficient attentional modulation of startle eyeblink is associated with symptom severity in the schizophrenia spectrum. 2007 May 1;
  18. Mansbach RS, Geyer MA, Braff DL. (1988) Dopaminergic stimulation disrupts sensorimotor gating in the rat. Psychopharmacology 1988; 94: 507—514.
  19. Swerdlow NR, Keith VA, Braff DL, Geyer MA. (1991) Effects of spiperone, raclopride, SCH 23390 and clozapine on apomorphine inhibition of sensorimotor gating of the startle response in the rat. J Pharmacol Exp Ther 1991; 256: 530—536.
  20. ↑ Swerdlow NR, Light GA, Cadenhead KS, Sprock J, Hsieh MH, Braff DL. (2006) Startle gating deficits in a large cohort of patients with schizophrenia. Arch Gen Psych. December, 2006;63:1325-1335.
  21. Kumari V, Soni W, Sharma T. Influence of cigarette smoking on prepulse inhibition of the acoustic startle response in schizophrenia. Hum Psychopharmacol. 2001 Jun;16(4):321-326.
  22. Leonard S, Adler LE, Benhammou K, Berger R, Breese CR, Drebing C, Gault J, Lee MJ, Logel J, Olincy A, Ross RG, Stevens K, Sullivan B, Vianzon R, Virnich DE, Waldo M, Walton K, Freedman R. Smoking and mental illness. Pharmacol Biochem Behav 2001;70:561-70
  23. De Leon J, Tracy J, McCann E, Mcgrory A, Diaz F. Schizophrenia and tobacco smoking: a replication study in another US psychiatric hospital. 2002;56:55-65
  24. 27 сентября 2007 года. — Schizophrenia Gene Database.
  25. 27 сентября 2007 года. — Schizophrenia Gene Database
  26. Paylor R, Nguyen M, Crawley JN, Patrick J, Beaudet A, Orr-Urtreger A. Alpha7 nicotinic receptor subunits are not necessary for hippocampal-dependent learning or sensorimotor gating: a behavioral characterization of alpha7-deficient mice. Learn Mem 1998; 5: 302—316
  27. Swerdlow NR, Geyer MA. (1998) Using an animal model of deficient sensorimotor gating to study the pathophysiology and new treatments of schizophrenia. Schizophr Bull 1998; 24:285-301
  28. Geyer, MA, Krebs-Thomson, K, Braff, DL, Swerdlow, NR. Pharmacological studies of prepulse inhibition models of sensorimotor gating deficits in schizophrenia: a decade in review. Psychopharmacology 2001; 156:117-154.
  29. Watanabe A., Toyota T., Owada Y., et al . (англ.) // PLoS Biol. : journal. — 2007. — November ( vol. 5 , no. 11 ). — P. e297 . — doi : . — . — PMC . 18 июня 2008 года.
  30. Maier W., Mössner R., Quednow B.B., Wagner M., Hurlemann R. (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2008. — November ( vol. 258 Suppl 5 ). — P. 40—3 . — doi : . — .
  31. Научная публикация в журнале Science и обзор на тематическом портале:
    • Wang H., Westin L., Nong Y., Birnbaum S., Bendor J., Brismar H., Nestler E., Aperia A., Flajolet M., Greengard P. (англ.) // [[Science (journal)|Science]] : journal. — 2009. — December ( vol. 326 , no. 5959 ). — P. 1554—1557 . — doi : . — .
    • 29 ноября 2010 года. - «Познакомьтесь, это Норбин - закулисный помощник mGluR5 » - форум исследования шизофрении , декабрь 2009 года.
Источник —

martine
  • 2021-07-27
  • 2
  • Tags:

Same as Преимпульсное ингибирование

The title for the last searches