Изучение морфологии неокортекса человека в норме и при ишемии обусловлено стремлением выявления общих закономерностей и специфических особенностей компенсаторной реорганизации нейронных сетей, поиском средств регуляции деструктивных и восстановительных процессов. Появление большого объема информации о структуре нервной ткани сопряжено с потребностью увеличения точности морфометрического анализа. Это требует оценки методологического уровня современных морфологических исследований неокортекса человека. Нами проведен анализ литературных и собственных данных, полученных при морфологическом изучении коры большого мозга человека. Освящены основные тенденции, актуальные методические проблемы и перспективные направления изучения структурно-функционального состояния нейронов в норме и при ишемии. Большое внимание уделено иммуногистохимическим и морфо-метрическим методам получения объективной информации. Показано, что в настоящее время имеется методологическая и методическая основа для дальнейшего изучения морфологии головного мозга человека. Однако, общее количество статей по изучению прижизненной морфологии мозга человека несравненно меньше, чем экспериментальных работ. Для максимально полного использования биопсийного материала предложен комплексный подход, включающий методы автоматизированного компьютерного анализа изображений, морфометрии, иммуногистохимии и статистического анализа.
человек, кора большого мозга, цитоархитектоника
Актуальность исследования структурно-функционального состояния различных отделов, полей, слоев и нейронов коры большого мозга человека в норме и при ишемии обусловлена стремлением выявления общих закономерностей и специфических особенностей пространственной реорганизации нейронных сетей, а также поиском средств регуляции деструктивных и компенсаторно-восстановительных процессов, лежащих в ее основе [18].
Очень важные знания о структурной основе (цито- и гистоархитектоники) функционирования и компенсаторно-восстановительной реорганизации КБМ человека после повреждения получены с помощью морфометрического анализа нейронных популяций после ишемии, травмы, при опухолях мозга на аутопсийном и биопсийном материале [11].
В настоящее время широко используются методы иммуногистохимической идентификации специфических нейрональных и глиальных белков, которые длительно сохраняются в нейронах в аутопсийном материале и после фиксации [21]. В этой связи необходимо обсудить ряд проблем, связанных с получением объективных данных при изучении мозга человека. Прежде всего, необходимо отметить, что появление большого объема информации о структуре нервной ткани сопряжено с потребностью увеличения точности морфометрического анализа клеток и межнейронных синапсов с помощью комплексного использования методов автоматизированного компьютерного анализа изображений, морфометрии и иммуногистохимии.
1. Акулинин В.А., Мыцик А.В., Степанов С.С. [и др.] Структурно-функциональное состояние пирамидных нейронов коры большого мозга человека в постреанимационном периоде // Вестник НГУ. 2012. Т.10. №4. С. 21–28.
2. Блинков С.М., Глезер И.И. Мозг в цифрах и таблицах. Л.: Медицина, 1964. 471 с.
3. Мыцик А.В., Степанов С.С., Ларионов П.М., Акулинин В.А. Актуальные проблемы изучения структурно-функционального состояния нейронов коры большого мозга человека в постишемическом периоде // Журнал анатомии и гистопатологии. 2012. Т.1. №1. С. 37–47.
4. Мыцик А.В., Акулинин В.А., Степанов С.С. [и др.]. Иммунофлуоресцентная верификация и морфометрия аксосоматических синапсов неокортекса человека при острой и хронической ишемии // Морфологические ведомости. 2012. №3. С. 53–60.
5. Мыцик А.В., Степанов С.С., Ларионов П.М. [и др.]. Актуальные проблемы изучения нейроглиальных взаимоотношений коры большого мозга человека в постишемическом периоде // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012. № 6. С. 48–51.
6. Мыцик А.В., Акулинин В.А., Степанов С.С., Ларионов П.М. Влияние ишемии на нейроглиальные взаимоотношения лобной коры большого мозга человека // Омский научный вестник. 2013. №1(118). С. 74-77.
7. Мыцик А.В., Акулинин В.А., Степанов С.С., Ларионов П.М. Иммуногистохимическая и морфометрическая характеристика межнейронных взаимоотношений лобной коры большого мозга человека при острой и хронической ишемии // Вестник НГУ. 2013. Т.11. №3. С. 154–161.
8. Охотин В.Е., Калиниченко С.Г. Гистофизиология корзинчатых клеток неокортекса // Морфология. 2001. Т. 120. № 4. С. 7–24.
9. Савельев С.В. Сравнительная анатомия нервной системы позвоночных. М.: Гэотар-мед, 2001. 272 с.
10. Хренов Ф.И., Беличенко П.В., Шамакина И.Ю. Количественный анализ синаптофизина (р38) в мозге потомства второго поколения от самцов крыс с длительной морфинной интоксикацией // Бюллетень экспер. биол. и мед. 2000. Т. 129. №1. С. 50–52.
11. Abitz M., Nielsen R.D., Jones E.G. [et al]. Excess of neurons in the human newborn mediodorsal thalamus compared with that of the adult // Cereb. Cortex. 2007. V. 17. P. 2573–2578.
12. Andiman S.E., Haynes R.L., Trachtenberg F.L. [et al]. The cerebral cortex overlying periventricular leukomalacia: analysis of pyramidal neurons // Brain Pathol. 2010. V. 20. N4. P. 803–814.
13. Buritica E., Villamil L., Guzman F. [et al]. Changes in calcium-binding protein expression in human cortical contusion tissue // Journal of Neurotrauma. 2009. V.26. P. 2145–2155.
14. Dorph-Petersen K-A., Delevich K.M., Marcsisin M.J. [et al]. Pyramidal neuron number in layer 3 of primary auditory cortex of subjects with schizophrenia // Brain Res. 2009. V. 1285. P. 42–57.
15. Downes E.G., Robson J., Grailly E. [et al]. Loss of synaptophisin and synaptosomal-associated protein 25-kDa (SNAP-25) in elderly Down syndrome individuals // Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2008. N 34. N1. P. 12–22.
16. Druga R. Neocortical inhibitory system (cortical interneurons / GABAergic neurons/calcium-binding proteins/neuropeptides) // Folia Biologica (Praha). 2009. V. 55. P. 201–217.
17. Fiala J.C. Reconstruct: a free editor for serial section microscopy // Journal of Microscopy. 2005. V. 218. N 1. P. 52–61.
18. Ho S-Y., Chao C-Y., Huang H-L. [et al]. Neurphology J: An automatic neuronal morphology quantification method and its application in pharmacological discovery // BMC Bioinformatics. 2011. V. 12. P. 1–18.
19. Lavenex P., Lavenex P.B., Bennett J.L., Amaral D.G. Postmortem changes in the neuroanatomical characteristics of the primate brain: the hippocampal formation // J. Comp Neurol. 2009. V. 512. N1. P. 27–51.
20. Lyck L., Dalmau I., Chemnitz J. [et al]. Immunohistochemical markers for quantitative studies of neurons and glia in human neocortex // Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 2008. V. 56. N3. P. 201–221.
21. Ong W.Y., Garey L.J., Leong S.K., Reynolds R. Localization of glial fibrillary acidic protein and glutamine synthetase in the human cerebral cortex and subcortical white matter – a double immunolabelling and electron microscopic study // J Neurocytol. 1995. V. 24. N8. P. 602–610.
22. Ong W.Y., Garey L.J., Reynolds R. Distribution of glial fibrillary acidic protein and glutamine synthetase in human cerebral cortical astrocytes – a light and electron microscopic study // J Neurocytol. 1993. V. 22. N10. P. 893–902.
23. Ong W.Y., He Y., Tan K.K., Garey L.J. Differential localisation of the metabotropic glutamate receptor mGluR1a and the ionotropic glutamate receptor GluR2/3 in neurons of the human cerebral cortex // Exp Brain Res. 1998. V. 119. N3. P. 367–374.
24. Ong W.Y., Yeo T.T., Balcar V.J., Garey L.J. A light and electron microscopic study of GAT-1-positive cells in the cerebral cortex of man and monkey // J Neurocytol. 1998. V. 27. N10. P. 719–730.
25. Ong, W.Y., Garey L.J. Ultrastructural features of biopsied temporopolar cortex (area 38) in a case of schizophrenia // Schizophr Res. 1993. V. 10. N1. P. 15–27.
26. Ong, W.Y., Garey, L.J. Neuronal architecture of the human temporal cortex // Anat Embryol (Berl). 1990. V. 181. N4. P. 351–364.
27. Ong, W.Y., Garey, L.J. Ultrastructural characteristics of human adult and infant cerebral cortical neurons // J. Anat. – 1991. – V. 175. – P. 79–104.
28. Shimada A., Keino H., Satoh M. et al. Age-related loss of synapses in the frontal cortex of SAMP10 mouse: a model of cerebral degeneration // Synapse. 2003. Vol. 48. №4. P. 198–204.
29. Tarsa L., Balkowiec A. Nerve growth factor regulates synaptophysin expressing in developing trigeminal ganglion neurons in vitro // Neuropeptides. 2009. V. 43. C. 47–52.
30. Unal-Cevik I., Kilinc M., Gursoy-Ozdemir Y. et al. Loss of NeuN immunoreactivity after cerebral ischemia does not indicate neuronal cell loss: a cautionary note // Brain Res. 2004. V. 1015. N 1–2. P. 169–174.
31. Van Otterloo E., O’Dwyer G., Stockmeier C.A. Reductions in neuronal density in elderly depressed are region Specific // Int J Geriatr Psychiatry. 2009. V. 24. N8. P. 856–864.
32. Wang Q., Ishikawa T., Michiue T. [et al]. Quantitative immunohistochemical analysis of human brain basic fibroblast growth factor, glial fibrillary acidic protein and single-stranded DNA expressions following traumatic brain injury // Forensic Sci Int. 2012. V. 221. N1-3. P. 142–151.
33. Xu G.P., Dave K.R., Vivero R. [et al]. Improvement in neuronal survival after ischemic preconditioning in hippocampal slice cultures // Brain Res. 2002. V. 952. N 2. P.153–158.
34. Yu W., Lee H.K., Hariharan S. [et al]. Quantitative neurite outgrowth measurement based on image segmentation with topological dependence // Cytometry A. 2009. V. 75. N4. P. 289–297.
35. Zink D., Sadoni N., Stelzer E. Visualizing chromatin and chromosomes in living cells // Methods. 2003. V.29. N1. P. 42–50.
