Реакция нейронов внутренних слоев сетчатки глаза на комбинированное воздействие ионизирующей радиации и света

The purpose of the presented work was the establishment of a character of modifying influence of ionizing radiation on damages of neurons of internal nuclear and ganglionic layers of a retina caused by light. The investigation revealed that changes of neurons of the internal nuclear and ganglionic layers after X-ray, light (200 lk, the 1st, 2nd, 7th, 14th, 30th days) and combined influence have similar nature, but differ in a degree of expression and manifest by reactive and destructive changes of organelles. Associated neurons showed relative resistance to investigated influences in comparison with multi-polar neurons of ganglionic layer. Combined ionizing radiation and light cause substantial growth of number of hyper-chrome and picnotic multi-polar neurons of ganglionic layer of a retina. Synergic effect is mostly expressed on 7-th-14-th day of the experiment and results in progressing growth of the number of hyper chrome multi-polar neurons.Целью настоящей работы являлось установление характера модифицирующего влияния ионизирующей радиации на повреждения нейронов внутреннего ядерного и ганглионарного слоев сетчатки, вызываемые светом. Исследование показало, что изменения нейронов внутреннего ядерного и ганглионарного слоев после рентгеновского, светового (200 лк, 1, 2, 7, 14, 30 сут) и комбинированного воздействий носят сходный характер, но различаются по степени выраженности и проявляются реактивными и деструктивными изменениями органелл. Ассоциативные нейроны показали относительную резистентность к изучаемым воздействиям по сравнению с мультиполярными нейроцитами ганглионарного слоя. Комбинированное облучение ионизирующей радиацией и светом вызывает значительное увеличение количества гиперхромных и пикнотичных мультиполярных нейронов ганглионарного слоя сетчатки. Синергический эффект наиболее выражен на 7—14-е сут эксперимента и проявляется прогрессирующим увеличением числа гиперхромных мультиполярных нейронов

ФАЗОВЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ РИТМАМИ ЭЭГ В ИЗУЧЕНИИ ПРОЦЕССОВ ВОСПРИЯТИЯ ВРЕМЕНИ

The present study pursued to investigate the role of phase interactions between EEG rhythms in the process of the perception of time. The purpose of the study was to analyse the dependence of these interactions on the type and stage of the activity being performed, as well as on the individual characteristics of a human. For this purpose, 27 boys and 29 girls, all university students, were asked to reproduce and measure short intervals of time (200 and 800 ms), during which their EEG was recorded in frontal, central, parietal, temporal, and occipital lobes, according to the system 10–20%. While studying phase interactions between EEG rhythms, we used wavelet bispectral analysis and calculated the bicoherence function. As it follows from the conducted research, most often close phase interactions are observed between the gamma-rhythm and other rhythms of EEG or between different frequencies of the gamma-rhythm. It was established that the phase interactions under study were influenced by the factors of “sex”, “activity type”, and “activity stage”. The study showed correlations of phase interactions with the levels of intellect, extraversion, neuroticism, with the particularities of the lateral organisation of brain, and the accuracy of time perception.Целью исследования явилось изучение роли фазовых взаимодействий между ритмами электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в процессах восприятия времени. В задачу исследований входило изучение зависимости этих взаимодействий от вида и этапа выполняемой деятельности, а также от индивидуальных особенностей человека. Для этого у 27 юношей и 29 девушек (студенты вузов) при репродукции и отмеривании коротких интервалов времени (200 и 800 мс) регистрировали ЭЭГ в лобных, центральных, теменных, височных и затылочных отведениях по системе «10–20%». При изучении фазовых взаимодействий между ритмами ЭЭГ использовали биспектральный вейвлетный анализ и подсчитывали функцию бикогерентности. Показано, что чаще всего тесные фазовые связи наблюдаются между гамма-ритмом и другими ритмами ЭЭГ или между разными частотами гамма-ритма. Установлено влияние факторов «пол», «вид деятельности» и «этап деятельности» на изучаемые фазовые взаимодействия. Обнаружена связь фазовых взаимодействий с уровнями интеллекта, экстраверсии и нейротизма, с особенностями латеральной организации мозга и точностью восприятия времени

Динамика спектральных характеристик ЭЭГ в цикле сон — бодрствование у пациентов с локально обусловленной эпилепсией

.

Частотно-временные характеристики веретен сна при идиопатической генерализованной эпилепсии с вариабельным фенотипом у взрослых

A Mathematical Wave Analysis was conducted to study the frequency-temporal characteristics of sleep spindles in idiopathic generalized epilepsy (IGE) with variable phenotypes in adults. In resistant generalized tonic-clonic seizures (GTCS), the maximum duration of the stationary part of the sleep spindle in the 10–12Hz frequency band in the frontal and parietal regions was greater with Juvenile Absence Epilepsy compared with Juvenile Myoclonic Epilepsy and IGE with isolated GTCS. In patients with GTCS remission who took antiepileptic drugs (AED’s) in the anamnesis, the frequency-time characteristics of the sleep spindle were not different. In the entire group, the maximum duration of the stationary part of the sleep spindles in patients with IGE with a variable phenotype receiving AED’s was significantly less than in patients who stopped receiving AED’s. The revealed differences in the duration of the stationary part of the sleep spindles are due to various pathogenetic mechanisms underlying the different types of generalized seizures in adults, and can be used to refine the subtype of the IGE and evaluate the efficacy of the AED’s.Цель работы – изучение частотно-временных характеристик веретен сна при идиопатической генерализованной эпилепсии (ИГЭ) с вариабельным фенотипом у взрослых. Материалы и методы. В исследуемую группу вошли 179 пациентов с дебютом ИГЭ до 18 лет, из них 102 женщины и 77 мужчин в возрасте 19–35 лет. Для изучения частотно-временных характеристик веретен сна проводили математический вейвлетный анализ. Результаты. При резистентных генерализованных тонико-клонических приступах (ГТКП) максимальная длительность стационарной части веретена сна в полосе 10–12 Гц в лобных и париетальных отведениях была больше при ювенильной абсансной эпилепсии по сравнению с ювенильной миоклонической эпилепсией и ИГЭ с изолированными ГТКП. У пациентов с ремиссией ГКТП в анамнезе, принимающих противоэпилептические препараты (ПЭП), частотно-временные характеристики веретен сна не различались. Во всей группе максимальная длительность стационарной части веретен сна у пациентов с ИГЭ с вариабельным фенотипом, получающих противоэпилептическую терапию, была достоверно меньше, чем у больных, прекративших прием ПЭП. Заключение. Выявленные различия в длительности стационарной части сонных веретен обусловлены различными патогенетическими механизмами, лежащими в основе разных типов генерализованных приступов у взрослых, и могут использоваться для уточнения подтипа ИГЭ и оценки эффективности ПЭП

КЛИНИКО-ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИЕ ПРЕДИКТОРЫ УЧАЩЕНИЯ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫХ СУДОРОЖНЫХ ПРИСТУПОВ В ГЕСТАЦИОННОМ И ПОСТГРАВИДАРНОМ ПЕРИОДАХ

We investigated the predictors of increased seizures’ frequency among women with various forms of idiopathic generalized epilepsies (IGE) in the gestational and postgravid period. We observed 41 patients with Idiopathic generalized epilepsy (IGE) before, during and after pregnancy. During the period of observation EEG was recorded in the states of relaxed and active awakeness and sleeping. Patients, who have stopped to take anticonvulsants before pregnancy, have had increased frequency of seizures, more than1 ina year, with interictal epileptiform discharges in a state of relaxed and active awakeness. Increased seizures after pregnancy was observed in patients with interictal epileptiform discharges during sleep. The results can be used during the preparation of pregravid women with IGE. Проведено исследование клинико-эцефалографических предикторов учащения эпилептических приступов у женщин с различными формами идиопатических генерализованных эпилепсий (ИГЭ) в гестационном и постгравидарном периодах. Под наблюдением находилась 41 пациентка с ИГЭ до наступления, во время беременности и после родов. За период наблюдения регистрировали ЭЭГ в состоянии расслабленного, активного бодрствования и сна. Учащение припадков в период беременности наблюдалось у пациенток с частотой судорожных приступов более 1 раза в год, у прекративших прием антиконвульсантов в предгравидарный период с интериктальными эпилептиформными разрядами в состоянии расслабленного и активного бодрствования, выявленными при регистрации ЭЭГ до наступления и во время беременности. Учащение припадков в послеродовый период наблюдалось у пациенток с интериктальными эпилептиформными разрядами во время сна, выявленными при регистрации ЭЭГ до наступления и после завершения беременности. Полученные результаты могут использоваться при проведении предгравидарной подготовки у женщин с ИГЭ.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫХ ПАЦИЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИИ БИОУПРАВЛЕНИЯ, ОРГАНИЗОВАННОГО ПО КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ И ЧАСТОТЕ ДЫХАНИЯ

The methodical, technical and software realization of the biofeedback of expiration parameters are described. The biofeedback training method based on the breath frequency and CO2  concentration regulation is proposed. Preliminary study was conducted in the group of patients after abdominal surgical. It has been shown that the patients master their skills of CO2  concentration self-regulation. Using biofeedback for the postsurgical rehabilitation facilitates the rapid recovery of the expiration parameters.В статье рассматриваются методические, технические и программные аспекты адаптивного биоуправления, организованного по параметрам внешнего дыхания. Предложена методика БОС-тренинга, основанная на регуляции частоты дыхания и содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Проведены предварительные исследования в группе пациентов после абдоминальной хирургической операции. Показано, что пациенты осваивают навыки произвольной регуляции содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Был сделал вывод о том, что применение БОС-тренинга в послеоперационном периоде способствует быстрому восстановлению параметров внешнего дыхания

Динамика изменения глионейронального комплекса сетчатки при фотоповреждении с использованием методов математического моделирования

Using electron microscopy and morphometric analysis studied the structural changes of neurons and radial glia of the retina of white mongrel male rats when exposed to light (6000 lux) in the dynamics after 1, 7, 14 and 30 days. The proposed mathematical model has allowed a high degree of probability to assess the state of a pool of cells of the retina at specific times throughout the experiment. The most striking structures of the retina are neurosensory cells, and neurons of theinner retinal layers are less sensitive to these influences.С помощью электронной микроскопии и морфометрического анализа изучены структурные изменения нейронов и радиальной глии сетчатки белых беспородных крыс-самцов при воздействии света (6 000 лк) в динамике через 1, 7, 14 и 30 сут. Предложенная математическая модель позволила с высокой степенью вероятности оценить состояние того или иного пула клеток сетчатки в конкретные моменты времени на протяжении всего эксперимента. Наиболее поражаемыми структурами сетчатки являются нейросенсорные клетки, а нейроны внутренних слоев сетчатки менее чувствительны к указанным воздействиям

ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КРЫС В «ОТКРЫТОМ ПОЛЕ» ПОСЛЕ СВЕТОВОЙ ИЛИ ТЕМНОВОЙ ДЕПРИВАЦИЙ И ФИЗИЧЕСКОГО ПЕРЕУТОМЛЕНИЯ

Aim. As is known, various stressful loads and their combination lead to unequal direction and degree of psychological and emotional instability. In this regard, one of the pressing issues becomes regulation and correction of psycho-emotional conditions of the person in the complicated conditions of activity, such as athletes during training and competition. To develop appropriate stress-corrective programs should their experimental validation. Therefore, the aim of this study was to investigate the behavioral activity of rats in the “open field” after dark or light deprivation and physical fatigue.Materials and methods. The experimental study was performed on the 40 adult male rats “Wistar”. The experimental groups for 10 days were kept in an artificial bright light (150 lx) or darkness (2–3 lx) for the induction of desynchronozes. Method of forced swimming until complete exhaustion was chosen for the model of physical fatigue. The animals in all groups evaluated behavioral activity in the “open field” in daylight conditions after 24 h after swim test.Results. It was established that in the control group in the terms of natural lighting day after 5 days of daily physical activity occurred depression of the active-search behavior in the “open field”. It was expressed in reducing the number of crossed squares and vertical struts in comparison to intact animals receiving no load. In the groups of animals, which kept in a dark or light deprivation until the presentation of the swim test there was an increase in passive-defensive behavior in the “open field”, which was reflected in an increase in acts of grooming and defecation. Цель. Как известно, разные стрессирующие нагрузки и их сочетание ведут к неодинаковой направленности и выраженности психоэмоциональной нестабильности. В связи с этим одним из актуальных вопросов становится регуляция и коррекция психоэмоциональных состояний человека в сложных условиях деятельности, например спортсменов в период тренировок и соревнований. Для разработки адекватных стресс-корректирующих программ необходимо их экспериментальное обоснование. Поэтому целью настоящего исследования явилось изучение поведенческой активности крыс в «открытом поле» после световой или темновой деприваций и физического переутомления.Материал и методы. Экспериментальное исследование выполнено на 40 половозрелых крысах-самцах породы Wistar. Для индукции экспериментального десинхроноза животные опытных групп в течение 10 сут содержались на искусственном ярком освещении (150 лк) либо полном затемнении (2–3 лк). Моделью физического переутомления выбрана методика принудительного плавания крыс до полного утомления в собственной модификации. Через 24 ч после плавательного теста у всех групп животных оценивали поведенческую активность в «открытом поле» в условиях естественного освещения.Результаты. Установлено, что в контрольной группе в условиях естественного освещения через 1 сут после 5 сут ежедневной физической нагрузки происходило угнетение активно-поисковой составляющей поведения в «открытом поле», что выражалось в уменьшении количества пересеченных квадратов и вертикальных стоек в сравнении с интактными животными, не получавшими нагрузок. В группах животных, содержавшихся до предъявления плавательного теста в условиях круглосуточной темновой или световой деприваций, наблюдалось увеличение пассивно-оборонительной компоненты поведения в «открытом поле», что выражалось в увеличении актов груминга и дефекаций.Выводы. Следовательно, после 5 сут ежедневной физической нагрузки у крыс наблюдалось угнетение активно-поисковой составляющей поведения в «открытом поле». В течение 10 сут световой или темновой деприваций и последующего предъявления плавательного теста наблюдалось увеличение пассивно-оборонительной компоненты поведения животных в «открытом поле».

BWIBots: A platform for bridging the gap between AI and human–robot interaction research

Recent progress in both AI and robotics have enabled the development of general purpose robot platforms that are capable of executing a wide variety of complex, temporally extended service tasks in open environments. This article introduces a novel, custom-designed multi-robot platform for research on AI, robotics, and especially human–robot interaction for service robots. Called BWIBots, the robots were designed as a part of the Building-Wide Intelligence (BWI) project at the University of Texas at Austin. The article begins with a description of, and justification for, the hardware and software design decisions underlying the BWIBots, with the aim of informing the design of such platforms in the future. It then proceeds to present an overview of various research contributions that have enabled the BWIBots to better (a) execute action sequences to complete user requests, (b) efficiently ask questions to resolve user requests, (c) understand human commands given in natural language, and (d) understand human intention from afar. The article concludes with a look forward towards future research opportunities and applications enabled by the BWIBot platform