Лаборатория № 9

Лаборатория нейробиологии моторного контроля

Заведующий лабораторией – академик Российской академии наук,

д.м.н., профессор Гурфинкель Виктор Семенович

Тел.: (095) 209-28-95, (095) 951-09-60, E-mail: lab9@iitp.ru

Ведущие ученые лаборатории:

к.ф.-м.н.

Гришин А. А.

к.б.н.

Попов К. Е.

к.ф.-м.н.

Иваненко Ю. П.

к.б.н.

Селионов В. А.

к.б.н.

Казенников О. В.

к.б.н.

Сметанин Б. Н.

к.б.н.

Кожина Г. В.

к.б.н.

Талис В. Л.

к.б.н.

Левик Ю. С.

к.б.н.

Шлыков В. Ю.

к.б.н.

Липшиц М. И.

   

 

Направления Исследований

Лаборатория нейробиологии моторного контроля Института проблем передачи информации РАН ведет исследования механизмов управления позой и движениями более 25 лет. В последнее время в работе лаборатории большое место занимают вопросы участия системы внутреннего представления в управлении движениями и систем отсчета, используемых организмом для организации двигательного поведения. За последние годы получены данные, показывающие, что при создании иллюзорного представления о положении звеньев тела многие двигательные реакции такие как вестибуломоторные и шейные влияния на мышцы ног, глазодвигательные реакции определяются не реальной конфигурацией тела, а ее отражением в системе внутреннего представления.

В работе лаборатории большое место занимали исследования нейронных механизмов управления локомоцией кошки (д.б.н. М. Л. Шик с сотрудниками). В последние годы начаты исследования шагательных автоматизмов у человека.

Пилотируемые космические полеты дают возможность проведения исследований того, как центральная нервная система человека адаптируется к изменившимся условиям, в какой мере гравитационный фактор является существенным в процессах обработки проприоцептивной информации и управления движениями. В 1982-2000 годах в рамках совместных проектов с Францией был проведен ряд исследований в этом направлении в условиях космических полетов.

основные результаты

С целью выяснения особенностей взаимодействия центральных и периферических механизмов управления локомоцией исследовали влияние вибрации, приложенной к мышцам нижних конечностей в условиях их разгрузки, на параметры произвольных шагательных движений у человека. Показано, что вибрация мышц , в зависимости от места и условий ее приложения, влияет на работу центрального генератора ритмики.

Было исследовано влияние неустойчивости опоры на постуральные влияния, вызываемые вибрационной стимуляцией мышц голеностопного сустава. Было показано, что подвижность оборы во фронтальной плоскости не подавляет постуральных реакций на вибрацию, в то время как подвижность в сагиттальной плоскости снимает эти реакции.

У 7 космонавтов, участников трех российско-французских орбитальных полетов, исследовали влияние невесомости на ошибки целевых движений руки. Установлено, что центральная программа принимает во внимание вес руки и не корректируется в условиях невесомости, если движения выполняются без зрительной обратной связи.

Нейрофизиологические механизмы зрительной стабилизации вертикальной позы человека исследовали в условиях право-левой инверсии зрительного пространства с помощью призматических очков. Позные реакции вызывали гальванической вестибулярной стимуляцией или вибрационной стимуляцией проприорецепторов мышц ног. Было установлено, что дестабилизация позы при зрительной инверсии связана не только с использованием неверной зрительной информации о движении тела, но и с влиянием зрения на состояние рефлекторных механизмов регуляции позы.

Изменения позы сопровождаются объемным перераспределением крови в организме и потому требуют быстрой перестройки в сердечно-сосудистой системе для поддержания нормального кровоснабжения. В исследованиях на животных показано, что в этом процессе могут принимать участие вестибулярные органы через свои прямые связи с автономной нервной системой. Были проведены экспериментальные исследования по выявлению подобных механизмов у человека. Получены данные в пользу наличия прямых рефлекторных связей между вестибулярной системой и автономной нервной системой человека.

Показано, что позная реакция на вибрационную стимуляцию рецепторов мышц голени является не местной реакцией, ограниченной одним суставом, а сложной постуральной синергией, вовлекающей мышцы ног и корпуса и зависящей от сигналов рецепторов прикосновения и давления

ГРАНТЫ

ПУБЛИКАЦИИ в 2000 г.

Статьи

  1. Гурфинкель В.С., Левик Ю.С., Казенников О.В., Селионов В.А. Прием Ендрассика создает условия для запуска непроизвольных шагательных движений. Физиология человека, 2000, т. 26, № 2, с. 73-79.

  2. Levik Y.S.. Shlykov V.Y. The study of the tonus of axial muscles in humans. Russian Journal of Biomechanics, 2000, vol. 4, no. 3, p. 17-23.

  3. Selionov V., Kazennikov O., Levik Y., Gurfinkel V. Kinematic analysis of automatic stepping of unloaded legs elicited by different means in humans. Russian Journal of Biomechanics, 1999, vol.3, no. 4, p. 3-14.

  4. Talis V.L., Solopova I.A. Vibration-induced postural reaction continues after the contact with additional back support. Motor Control. 2000, vol. 4, p. 407-419.

  5. Ivanenko Y., Grasso R., Lacquaniti F. Neck muscle vibration makes humans accelerate in the direction of gaze. Journal of Physiology. 2000, vol. 525, no. 3, p. 803-814.

  6. Lipshits M., McIntyre J., Zaoui M., Gurfinkel V., Berthoz A. (2000) Does gravity play an essential role in the asymmetrical visual perception of vertical and horizontal line length? Accepted in Aviat., Space and Environment. Med.

  7. McIntyre J., Lipshits M., Zaoui M., Berthoz A., Gurfinkel V. (2000) The internal reference frames for representation and storage of visual information: the role of gravity. Accepted in Aviat., Space and Environment. Med.

  8. Kireeva T.B., Levik Y.S. The comparison of effects of shank muscle vibration during standing on one and two legs. Russian Journal of Biomechanics, 2000, vol. 4, no. 1, p. 12-20.

  9. Cordo P., Gurfinkel V.S., Levik Y.S. Position sense during imperceptibly slow movements. Experimental Brain Research, 2000, vol. 132, p. 1-9.

  10. Ivanenko Y.P., Solopova I.A., Levik Y.S. The direction of postural instability affects postural reactions to ankle muscle vibration in humans. Neuroscience Letters, 2000, vol. 292, p. 103-106.

  11. Radtke A., Popov K., Bronstein A.M., Gresty M.A. Evidence for a vestibulo-cardiac reflex in man. Lancet, 2000, vol. 356, p. 736-737.

  12. Wiesendanger M., Kazennikov O., Nirkko A.C., Roesler K.M. Post-lession functional restoration of hand dexterity and the principle of motor equivalence. The IX International symposium on Motor Control. Varna, Bulgaria, 2000, 8 p.

Тезисы

  1. Сметанин Б.Н., Кожина Г.В., Шлыков В.Ю., Попов К.Е. Изменения вестибулярных позных реакций под действием зрительной дестабилизации, обусловленной кратковременным ношением призматических очков. ХХХ Всероссийское совещание по проблемам высшей нервной деятельности. Тезисы докладов, т. 1, с. 377-378.

  2. Киреева Т.Б. Информационные и тонические влияния зрения на поддержание вертикальной позы. V Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 95.

  3. Левик Ю.С., Шлыков В.Ю. Исследование тонуса мышц туловища и шеи у человека. V Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 101.

  4. Селионов В.А., Казенников О.В., Бойков А.В., Гурфинкель В.С. Влияние фазированной и непрерывной вибрации на шагательные движения, совершаемые в условиях вывески ног здоровыми испытуемыми. V Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 118.

  5. Солопова И.А., Иваненко Ю.П., Левик Ю.С. Позные реакции на вибрацию мышц голени при стоянии на различных типах неустойчивых опор. V Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 125.

  6. Шлыков В.Ю., Селионов В.А. Влияние дополнительной опоры на поддержание вертикальной позы. V Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 139.

  7. Попов К.Е., Роль Р., Липшиц М.И., Роль Ж-П., Жильод Ж.К., Гурфинкель В.С. Влияние невесомости на ошибки целевых движений руки. ХХХ Всероссийское совещание по проблемам высшей нервной деятельности. Санкт-Петербург, 15-18 мая 2000 г., Тезисы докладов. С. 234-235.

  8. Казенников О.В., Солопова И.А., Денискина Н.В., Левик Ю.С., Иваненко Ю.П. Роль двигательной коры головного мозга в поддержании человеком равновесия при воздействии магнитной транскраниальной стимуляции. Международная конференция “Физиология мышечной деятельности”, Москва, 22-24 ноября 2000 г. Тезисы докладов. С. 63-64.

  9. Киреева Т.Б., Левик Ю.С. Сравнение влияния стабилизации зрительного поля и полного выключения зрения на параметры вертикальной позы человека. Международная конференция “Физиология мышечной деятельности”, Москва, 22-24 ноября 2000 г. Тезисы докладов, с. 70-72.

  10. Попов К.Е., Сметанин Б.Н., Кожина Г.В. Позные реакции человека на вибрационную стимуляцию мышц голени в условиях зрительной инверсии. Международная конференция “Физиология мышечной деятельности”, Москва, 22-24 ноября 2000 г. Тезисы докладов, с. 120-121.

  11. Селионов В.А., Казенников О.В., Гришин А.А., Левик Ю.С., Гурфинкель В.С. Влияние вибрации мышц на параметры произвольного шагания, совершаемого в условиях разгрузки ног здоровыми испытуемыми. Международная конференция “Физиология мышечной деятельности”, Москва, 22-24 ноября 2000 г. Тезисы докладов, с. 128-129.

    12.  

  12. Денискина Н.В. Определение величины суставного момента в тазобедренном суставе человека при стоянии. Всероссийская конференция по биомеханике “Биомеханика 2000”. Нижний Новгород, 29 мая – 2 июня 2000 г., с. 39.

  13. Roll R., Popov K., Roll J.P. Aimed arm movement in weightlessness. 13th "Human in space" symposium, Santorini, Greece, 20-26 May, 2000. Abstract volume, p. 54.

  14. McIntyre J., Lipshits M., Zaoui M., Berthoz A., Gurfinkel V. The internal reference frames for representation and storage of visual information: the role of gravity. 13th "Human in space" symposium, Santorini, Greece, 20-26 May, 2000. Abstract volume, p. 90.

  15. Lipshits M., McIntyre J., Zaoui M., Gurfinkel V., Berthoz A. Does gravity play an essential role in the asymmetrical visual perception of vertical and horizontal line length? 13th "Human in space" symposium, Santorini, Greece, 20-26 May, 2000. Abstract volume, p. 91.

  16. McIntyre J., Lipshits M., Gurfinkel V., Berthoz A. Internal reference frames for visual-haptic coordination. Abstract book, Federation of European Neuriscience Societies, 24-28 June 2000, Brighton, UK, European Jornal of Neuroscience, 2000, vol. 12, suppl. 11, p.151.

  17. Brumagne S., Gurfinkel V.S., Vieira C., Cordo P. Vibration-induced kinesthetic illusion: conflict between natural and artificial afferent inflow. Abstracts Soc. Neurosci., 2000, part 1, p. 1230.