Избранные труды. Том 1 - Борис Георгиевич Режабек

Избранные труды

Том 1

Борис Георгиевич Режабек

© Борис Георгиевич Режабек, 2020

Справочник «Биофизики России»

Основные работы по биофизике и биологической

кибернетике:

Исследование динамики сверхслабых свечений возбудимых тканей (совм. с Э. М. Рудой) // Труды II-й Всесоюзной конференции по биолюминесценции, Новосибирск, 1967

Исследование динамики аутофлуоресценции возбудимых структур (совм. с В. Н. Радченко) // Труды II-й Всесоюзной конференции по биолюминесценции, Новосибирск, 1967

Принцип Бауэра и биокибернетика. // Труды I-й Северо-Кавказской конференции по кибернетике. Ростов н/Д, 1968

О некоторых микроструктурных и свободнорадикальных показателях возбуждения. // «Физико-химические основы процессов возбуждения» М, МОИП, 1970 (совм. с А. Б. Коганом и Л М. Гоголевой) с. 9196

Самонастройка в одиночном нейроне. // Материалы IV Всесоюзной конференции по нейрокибернетике. Ростов н/Д, 1970

Самонастройка в одиночном сенсорном нейроне, как модель возможного поведения элемента самоорганизующихся нейронных ансамблей.

Автореферат дисс. на соискание учёной степени кандидата биологических наук. Ростов н/Д, 1970

О поведении механорецепторного нейрона в условиях замыкания его цепью искусственной обратной связи. ДАН СССР, 1970, т. 196, вып.4. С. 981984

Автоколебания в системе, включающей нервную клетку в цепи искусствен- ной обратной связи. //Конференция «Колебательные процессы в биологических и химических системах». Пущино-на Оке, 1971

Биологическая кибернетика. Учебное пособие для университетов. (соавт. А.Б.Коган, Н.П.Наумов, О. Г. Чораян). М. «Высшая школа», 1972.

Нелинейные колебания, как механизм регулирования ритмической активности нейрона (соавт. А.Б.Коган, О. С. Васильева)

// Материалы IV Международного Конгресса по биофизике, М. 1972

Нелинейное захватывание ритма при раздражении изолированной нейрорецепторной клетки // ДАН СССР, 1973 т. 210, вып.2 (соавт.

А.Б.Коган, О. С. Васильева)

Захватывание ритма при раздражении нейрорецепторной клетки

«Биофизика», 1973, т. XVIII, 2 (соавт. А. Б. Коган, О. С. Васильева)

Устойчивое неравновесие живой материи  основа избирательной чувствительности биологических объектов к электромагнитным полям.

// «Электромагнитные поля в биосфере» М., 1985, «Наука» Т.2, с. 516

Общие аспекты исследования механизмов биологиче ского действия ЭМП в биологии (соавторы Н.Ф.Красногорская, Л.А.Шелепин, В. Е. Быховский).

// там же, Т.2, с. 171178

Развитие и современное состояние проблемы биологических усилителей

// II Международный Конгресс «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине». СПБ,2003

О ПОВЕДЕНИИ МЕХАНОРЕЦЕПТОРНОГО НЕЙРОНА В УСЛОВИЯХ ЗАМЫКАНИЯ ЕГО ЦЕПЬЮ ИСКУССТВЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Доклады Академии наук СССР

1971. Том 198, 4 ФИЗИОЛОГИЯ

УДК 62506+612.815.1

(Представлено академиком Е. М. Крепсом 21 IV 1970)

Обсуждение принципов, обеспечивающих высокую надежность биологических управляющих систем, по сравнению с техническими, приводит к представлению о бессхемной вероятностно-статистической организации структур ц. н. с.2 Роль отдельных нейронов в таких структурах фиксирована не жестко, что приводит к известной взаимозаменяемости элементов и обеспечивает надежность. Однозначность реакции системы достигается при этом за счет статистического усреднения реакций отдельных нейронов. Существует ряд экспериментальных данных (3), указывающих на то, что в структурах мозга нейроны объединяются в функциональные ансамбли, организо ванные по вероятностно-статистическому принципу.

Изучение механизмов самоорганизации нейронных ансамблей должно проводиться на базе исследования тех особенностей, которые характерны для поведения нейронов, как элементов биологических систем.

Рис. 1 Блок-схема установки, с.н.  сенсорный нейрон растяжения, у.б.п.  усилитель биопотенциалов, Н-102  шлейфный осциллограф, и.ч.  измеритель частоты, Н-373  самопишущий вольтметр

Рис. 1 Блок-схема установки, с.н.  сенсорный нейрон растяжения, у.б.п.  усилитель биопотенциалов, Н-102  шлейфный осциллограф, и.ч.  измеритель частоты, Н-373  самопишущий вольтметр

К таким свойствам в первую очередь относиться «активность», т. е. способность биологических систем к таким перестройкам структуры и функции, которые обеспечивают достижение оптимального режима функционирования уже на уровне отдельного элемента1.

Объединение таких элементов в системы более высокого порядка приводит к известным ограничениям в достижении отдельными элементами их «частных» оптимальных режимов.

Тем не менее наличие активности на уровне элементов представляется характерной и принципиально важной чертой биологических самоорганизующихся систем. В настоящей работе предпринята попытка выявить такие свойства на уровне отдельного нейрона.

Удобным объектом для исследований такого рода является нейрорецептор растяжения речного рака4, допускающий изучение поведения нервной клетки, изолированной от регуляторных ограничений со стороны организма, чего при работе с другими объектами добиться чрезвычайно трудно.

Было проведено выяснение характера поведения механорецептора в условиях замыкания его цепью искусственной обратной связи по схеме на рис.1.

Импульсная активность нейрона отводилась внеклеточно при помощи усилителя биопотенциалов УБП102 и регистрировалась с помощью шлейфного осциллографа Н-102.

Частота импульсов нейрона связана со степенью растяжения рецепторной мышцы (4). Один из концов этой мышцы был закреплен неподвижно, а другой захватывался с помощью зажима, который был соединен со стрелкой самопишущего вольтметра рычагом с отношением плеч 1:8.

На вход вольтметра поступал сигнал с измерителя частоты, пропорциональный частоте импульсацни нейрона.

Обратная связь, устроенная таким образом, приводила к тому, что увеличение частоты перемещало стрелку в сторону, уменьшающую растяжение мышцы, а уменьшение частоты влекло за собой увеличение растяжения мышцы.

В начале опыта стрелку фиксировали в таком положении, при котором нейрон генерировал импульсы с частотой 57 имп/сек.

При выключенной обратной связи препарат может работать с такой частотой много часов.

Включение обратной связи (о.с.), производимое путем освобождения стрелки, приводит к тому, что в системе возникают автоколебания: при растяжении мышцы частота возрастает, это приводит к сжатию, частота уменьшается (в силу особенностей динамических характеристик рецептора частота при быстром сжатии обычно падает до нуля), затем мышца вновь растягивается и т. д. (рис. 2а, б).

Рис. 2. Устойчивые автоколебания и п. с. р.:а  возникновение автоколебаний; о.с.  момент включения обратной связи. Запись на Н-373 в течение 100 сек. б  возникновение автоколебаний. Запись на Н-102. Нижний луч  колебания растяжения мышцы, средний  импульсная активность.в  ограничение автоколебаний:1  ограничение растяжения мышцы с одной стороны,2  с двух сторон,3  искусственная остановка. Устранение ограничений приводит к восстановлению амплитуды автоколебаний. Запись на Н-373. г  поиск стационарного режима (п.с.р.). Запись на Н-373. Последняя стадия процесса. Стрелки соответствуют моментам начала записей на Н-102

Если искусственно ограничить амплитуду качаний стрелки или зафиксировать ее на некоторое время, то колебания возникают вновь с прежними параметрами, как только вмешательство экспериментатора прекращается (рис.2в). В 12 опытах, проведенных при температуре 20°, наблюдалось следующее. Через 1015 мин. амплитуда колебаний начинает уменьшаться, изменения частоты импульсов и степени растяжения мышцы прогрессивно убывают и в конце этого процесса система приходит в такое состояние, при котором не подвергается более ритмическому автораздражению и генерирует импульсы с постоянной частотой (рис. За). Этот процесс мы обозначаем как «поиск стационарного режима» (п.с.р.). Длительность стадии устойчивых автоколебаний и п. с. р. несколько варьируют для разных препаратов и сильно зависят от температуры. Стационарное состояние с частотой 36 нмп/сек может длиться несколько часов.